DE102020134661B3 - Method for producing an outer panel and an outer panel - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Außenverkleidung aus einem Faserverbundwerkstoff für ein Flugobjekt, die eine äußere Strömungsoberfläche und eine Öffnung und eine Türeinrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung hat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:- Bereitstellen eines ersten Formwerkzeuges zur Herstellung der Außenverkleidung mit Öffnung,- Einbringen von Fasermaterial in das erste Formwerkzeug durch Ablegen des Fasermaterials auf eine erste Werkzeugoberfläche derart, dass im Bereich der Öffnung kein Fasermaterial abgelegt wird und stattdessen ein Kernwerkzeug vorgesehen ist, welches in einem Öffnungsabschnitt von der übrigen formgebenden ersten Werkzeugoberfläche um ein Türdickenmaß heraussteht, das der Ausdehnung der Türeinrichtung in Dickenrichtung entspricht, und- Herstellen der Außenverkleidung mit Öffnung durch Konsolidieren des das abgelegte Fasermaterial einbettenden Matrixmaterials; sowie- Bereitstellen eines zweiten Formwerkzeuges zur Herstellung der passenden Türeinrichtung,- Einbringen von Fasermaterial in das zweite Formwerkzeug durch Ablegen von Fasermaterial zumindest in eine in der zweiten Werkzeugoberfläche vorgesehenen Kavität, dessen Tiefenmaß dem Türdickenmaß des Kernwerkzeuges entspricht, und- Herstellen der Türeinrichtung durch Konsolidieren des das abgelegte Fasermaterial einbettenden Matrixmaterials.The invention relates to a method for producing an outer panel made of a fiber composite material for a flying object, which has an outer flow surface and an opening and a door device for opening and closing the opening, the method comprising the following steps: - providing a first mold for producing the Outer paneling with opening,- introducing fiber material into the first mold by depositing the fiber material on a first tool surface in such a way that no fiber material is deposited in the area of the opening and instead a core tool is provided, which in an opening section is separated from the rest of the shaping first tool surface door thickness protrudes, which corresponds to the extension of the door device in the direction of thickness, and- producing the outer panel with opening by consolidating the matrix material embedding the laid fiber material; and- providing a second mold for producing the matching door device,- introducing fiber material into the second mold by depositing fiber material at least in a cavity provided in the second tool surface, the depth of which corresponds to the door thickness of the core tool, and- producing the door device by consolidating the matrix material embedding the deposited fiber material.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Außenverkleidung aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial für ein Flugobjekt, wobei die Außenverkleidung eine äußere Strömungsoberfläche und eine der äußeren Strömungsoberfläche gegenüberliegende Innenseite und in der Strömungsoberfläche eine Öffnung und eine Türeinrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung hat, die in einer geschlossenen Position den Teil der äußeren Strömungsoberfläche der Öffnung bildet.The invention relates to a method for producing an outer paneling made of a fiber composite material, comprising a fiber material and a matrix material embedding the fiber material, for a flying object, the outer paneling having an outer flow surface and an inner side opposite the outer flow surface, and an opening and a door device for opening and opening in the flow surface closing the opening which in a closed position forms part of the outer flow surface of the opening.
Die Erfindung betrifft ebenso eine Außenverkleidung hierzu.The invention also relates to an outer covering for this purpose.
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. Eine solche Außenverkleidung dient demnach dazu, einen Innenbereich des Flugobjektes von einem Außenbereich des Flugobjektes abzugrenzen, wobei die Außenverkleidung eine äußere Strömungsoberfläche hat, die dem Außenbereich zugewandt und von einem Außenmedium umströmbar ist, und eine der äußeren Strömungsoberfläche gegenüberliegenden und dem Innenbereich zugewandten Innenseite hat.The outer covering of a flying object is a type of shell or a type of housing to protect the interior or interior of a flying object and to separate the interior from the exterior surrounding the flying object. Facing the outside area, such an outside lining has an (aerodynamic) flow surface around which an outside medium can flow. Such an outer paneling is therefore used to delimit an interior area of the flying object from an outer area of the flying object, the outer paneling having an outer flow surface which faces the outer area and an outer medium can flow around it, and has an inner side opposite the outer flow surface and facing the inner area.
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.The outer covering of a flying object, for example an airplane, is also called the skin or aircraft skin in the area of the fuselage and the wings. But the technical elements in the interior are also protected by an outer paneling in other positions, such as the engines. In the area of engines, such an outer covering is also referred to as a nacelle. This is the only way to ensure safe flight operations.
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.For maintenance purposes in particular, it is often necessary to gain access from the outside to the inside of the flying object. Thus, there are usually one or more access doors (also called access doors) on the outer casing of engines, in order to be able to carry out maintenance work on the engines, for example. Because these access doors are located within the airfoil of the outer panels, these access doors must be secured in the outer panels in a manner that prevents accidental or unwanted opening during flight operations.
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.Such access doors or maintenance doors are generally not access doors through which a person can step and thus enter or leave the interior of the flying object. Accordingly, the access doors or maintenance doors are not the classic aircraft door that is used, for example, by passengers and crew when boarding the aircraft. Rather, they are access elements that are intended to give a technician the opportunity to access the technical elements located behind the outer paneling. Such access doors or maintenance doors are door elements in the outer paneling, which can be opened if necessary and thus enable access to the technical elements of the flying object behind them.
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.In practice, such access doors or maintenance doors are often fastened by screwing or riveting, so that when the technical elements behind them are accessed, the screwing or riveting must first be loosened and the access doors or maintenance door then have to be removed manually. However, access doors or maintenance doors are also known in practice, which are attached to a hinge and can be opened via one or more levers. Such access doors or maintenance doors are very often found on the outer lining of aircraft turbines.
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.Such fastening concepts known from practice for detachably fastening such access doors or maintenance doors have the decisive disadvantage that the elements selected for fastening the door, such as hinges, levers or screws, protrude on the outside of the outer paneling and thus create an obstacle in the flow surface of the outer paneling represent. As a result, the natural laminar flow around the outer flow surface is disturbed and the laminar boundary layer flow changes prematurely to a turbulent boundary layer flow.
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.It has been shown that the frictional resistance of flying objects during flight operations can be significantly reduced by a higher proportion of surfaces that can be flown around in a laminar manner. Natural laminar maintenance requires an undisturbed flow surface in which there are no disturbing objects such as ripples, steps and heads of connecting elements, conventional handles and hinges that promote a premature transition to a turbulent boundary layer flow.
Das in der
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.Another problem with such attachment concepts often arises at the transition between the outer panel and the access door. Due to fluctuations in the component thickness, which often arise in particular when manufacturing the outer paneling and the access door from a fiber composite material, there is no flat, even or flush transition from the flow surface of the outer paneling to the flow surface of the access door. Rather, due to the fluctuating component thickness of the outer cladding and/or access door, steps can form here that also promote an early transition from the laminar boundary layer flow to a turbulent boundary layer flow.
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.When using a fiber composite material, there is also the problem that each fastening means passed through the fiber material represents damage to the course of the fibers, which impairs the stability of the component. This is countered by material thickening, which, however, brings more weight into the flying object.
Aus der WO 2013/ 000 447 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.A concept for the subsequent covering of connecting elements is known from WO 2013/000 447 A1. The bolts that connect the wing leading edge and the joint surface Schall lie in a groove below the aerodynamic flow surface. After assembly, the groove is filled flush with a filling compound and sealed.
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.The disadvantage of this method is the increased effort for the exact application of the filling compound. Since commercially available filling compounds shrink significantly both during hardening and at low outside temperatures, such as occur when commercial aircraft are cruising, deviations from the desired target contour occur under flight conditions, which can disrupt the maintenance of the laminar flow. In addition, with this solution it is necessary to first expose the screws or bolts under the filling compound if the component needs to be replaced. The latter does not make sense in practice, especially for use on access doors which, unlike the leading edges of wings or tail units, are regularly dismantled or opened. For example, the access door for checking the engine oil level is sometimes opened daily, so that it is not realistic to apply filling compounds and adhere to their curing times until the next possible use of the aircraft.
Aus der
Ein ähnliches Konzept wird auch in der
Die
Aus der
Aus der
Aus der
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Herstellungsverfahren für eine aus einem Faserverbundwerkstoff gebildete Außenverkleidung mit Zugriffstür für Flugobjekte anzugeben, mit dem Außenverkleidungen mit Zugriffstür für Flugobjekte hergestellt werden können, die eine laminare Grenzschichtströmung begünstigen.Against this background, the object of the present invention is to specify an improved manufacturing method for an outer paneling formed from a fiber composite material with an access door for flying objects, with which outer panels with an access door for flying objects can be produced which promote a laminar boundary layer flow.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie der so hergestellten Außenverkleidung gemäß Anspruch 9 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen. The object is achieved according to the invention with the method according to claim 1 and the outer covering produced in this way according to claim 9 . Advantageous configurations of the invention can be found in the corresponding subclaims.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Außenverkleidung aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial für ein Flugobjekt beansprucht, wobei die Außenverkleidung eine äußere Strömungsoberfläche und eine der äußeren Strömungsoberfläche gegenüberliegende Innenseite und die in der Strömungsoberfläche eine Öffnung und eine Türeinrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung hat, die in einer geschlossenen Position den Teil der äußeren Strömungsoberfläche der Öffnung bildet. Insbesondere wird die Innenseite in der Regel nicht von einem Außenmedium umströmt und ist nicht von außen sichtbar, während die Außenseite bzw. Strömungsoberfläche in der Regel von außen sichtbar ist.According to claim 1, a method is claimed for producing an outer paneling made of a fiber composite material comprising a fiber material and a matrix material embedding the fiber material for a flying object, the outer paneling having an outer flow surface and an inner side opposite the outer flow surface and the opening in the flow surface and a door device for opening and closing the opening, which in a closed position forms part of the outer flow surface of the opening. In particular, the inside is generally not surrounded by an external medium and is not visible from the outside, while the outside or flow surface is generally visible from the outside.
Die Außenverkleidung weist demnach 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 (Außenverkleidung mit Öffnung), die um die Öffnung herum vorgesehen ist, gebildet.Accordingly, the outer covering has an opening in the flow surface in order to enable access from the outer area to the inner area of the flying object. The outer panel further includes door means for opening and closing the opening, which in a closed position forms part of the outer flow surface of the opening. In the closed position of the door device, the entire flow surface of the outer panel is therefore formed by the flow surface of the door device on the one hand and the flow surface of the remaining structure of the outer panel (outer panel with opening) provided around the opening.
Der Faserverbundwerkstoff kann dabei zur Herstellung deren Außenverkleidung derart bereitgestellt werden, dass anfänglich das Fasermaterial und das Matrixmaterial getrennt vorliegen, sodass von einem trockenen Fasermaterial gesprochen werden kann. Erst nach dem Einbringen des Fasermaterials in das betreffende Formwerkzeug wird dann in einem Infusionsprozess das Matrixmaterial in das trockene Fasermaterial infundiert. Der Faserverbundwerkstoff kann aber auch derart bereitgestellt werden, dass das Fasermaterial bereits mit dem Matrixmaterial infundiert ist, sodass von sogenannten Prepregs gesprochen werden kann. Das bereits mit dem Matrixmaterial infundierte Fasermaterial wird dabei in das betreffende Formwerkzeug eingebracht, ohne dass es anschließend einen entsprechenden Infusionsprozess bedarf. Selbst verständlich kann dieser zusätzlich je nach verwendetem Faserverbundwerkstoff durchgeführt werden.The fiber composite material can be provided for the production of its outer lining in such a way that initially the fiber material and the matrix material are present separately, so that one can speak of a dry fiber material. Only after the fiber material has been introduced into the mold in question is the matrix material then infused into the dry fiber material in an infusion process. However, the fiber composite material can also be provided in such a way that the fiber material is already infused with the matrix material, so that one can speak of so-called prepregs. The fiber material that has already been infused with the matrix material is introduced into the mold in question without a corresponding infusion process subsequently being required. Of course, this can also be carried out depending on the fiber composite material used.
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt dabei die Herstellung der Außenverkleidung mit Türeinrichtung in jeweils zwei getrennten Prozessen, sodass Außenverkleidung mit Öffnung und Türeinrichtung separat hergestellt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden dabei die beiden Bauteile (Außenverkleidung mit Öffnung und Türeinrichtung) so präzise hergestellt, dass diese später derart ineinandergreifen, dass keine Stufen auf der äußeren Strömungsoberfläche entstehen und somit die gesamte Außenverkleidung mit geschlossener Türeinrichtung eine laminar Grenzschichtströmung begünstigt.According to the present invention, the production of the outer paneling with the door device takes place in two separate processes, so that outer paneling with opening and door equipment are manufactured separately. According to the present invention, the two components (outer paneling with opening and door device) are manufactured so precisely that they later interlock in such a way that no steps arise on the outer flow surface and thus the entire outer paneling with the door device closed promotes a laminar boundary layer flow.
Hierfür wird in einem ersten Prozessschritt ein erstes Formwerkzeug zur Herstellung der Außenverkleidung mit Öffnung (ohne Türeinrichtung) bereitgestellt, wobei das erste Formwerkzeug eine flächige, formgebende erste Werkzeugoberfläche zur Bildung der äußeren Strömungsoberfläche der Außenverkleidung aufweist.For this purpose, in a first process step, a first mold for producing the outer panel with opening (without door device) is provided, the first mold having a flat, shaping first tool surface for forming the outer flow surface of the outer panel.
Anschließend wird Fasermaterial in das erste Formwerkzeug durch Ablegen auf die erste Werkzeugoberfläche eingebracht, wobei im Bereich der späteren Öffnung der Außenverkleidung kein Fasermaterial abgelegt wird. Stattdessen befindet sich an dieser Stelle ein mit dem ersten Formwerkzeug fest verbundenes oder lösbar angeordnetes Kernwerkzeug, welches in einem Öffnungsabschnitt von der übrigen formgebenden ersten Werkzeugoberfläche, welche die äußere Strömungsoberfläche der Außenverkleidung mit Öffnung bilden soll, um ein Türdickenmaß heraussteht, dass der Ausdehnung der Türeinrichtung in Dickenrichtung entspricht.Fibrous material is then introduced into the first mold by being deposited on the first tool surface, with no fibrous material being deposited in the area of the later opening of the outer lining. Instead, at this point there is a core tool that is firmly connected or detachably arranged with the first molding tool, which protrudes in an opening section from the rest of the shaping first tool surface, which is intended to form the outer flow surface of the outer panel with an opening, by a door thickness dimension that corresponds to the extent of the door device in the thickness direction.
Der Öffnungsabschnitt des Kernwerkzeuges besetzt somit den Bereich der späteren Öffnung in der Außenverkleidung und weist dabei eine Dicke auf, die der Dicke der Türeinrichtung entspricht. Dadurch kann das Dickenmaß der Außenverkleidung im Randbereich seiner Öffnung exakt an das Dickenmaß des Öffnungsabschnittes des Kernwerkzeugs angepasst und somit direkt an die Dicke der Türeinrichtung angepasst werden, wodurch Dickenschwankungen bei der Herstellung einer solchen Außenverkleidung aus einem Faserverbundwerkstoff eliminiert werden können. Denn solche produktionsbedingten Dickenschwankungen können zu Niveauschwankungen zwischen der äußeren Strömungsoberfläche der Außenverkleidung und der äußeren Strömungsoberfläche der Türeinrichtung führen und bilden so Stufen bzw. Kanten im Übergang, die den Umschlag einer laminaren Grenzschichtströmung in eine turbulente Grenzschichtströmung begünstigen. Das Kernwerkzeug kann dabei noch weitere Elemente, Bereiche oder Abschnitte aufweisen.The opening section of the core tool thus occupies the area of the subsequent opening in the outer panel and has a thickness that corresponds to the thickness of the door device. As a result, the thickness of the outer paneling in the edge area of its opening can be adapted exactly to the thickness of the opening section of the core tool and thus directly to the thickness of the door device, whereby fluctuations in thickness during the production of such an outer paneling from a fiber composite material can be eliminated. Because such production-related thickness fluctuations can lead to level fluctuations between the outer flow surface of the outer paneling and the outer flow surface of the door device and thus form steps or edges in the transition that promote the transition from a laminar boundary layer flow to a turbulent boundary layer flow. The core tool can also have other elements, areas or sections.
Dabei kann vorgesehen sein, dass Fasermaterial unter einen an dem Kernwerkzeug vorgesehenen, insbesondere umlaufenden Kragenabschnitt eingebracht wird, um einen Randabschnitt der Öffnung der Außenverkleidung zu bilden. Der Kragenabschnitt bildet einen Überstand über die herzustellende Öffnung in der Außenverkleidung hinaus, unter den das Fasermaterial eingebracht wird. Der umlaufende Überstand weist dabei eine flächige Ausdehnung auf, die größer ist als die flächige Ausdehnung des Öffnungsabschnittes des Kernwerkzeuges. Der Abstand zwischen der formgebenden Werkzeugoberfläche und der Unterseite des Überstandes (die Seite des Überstandes, die der formgebenden Werkzeugoberfläche zugewandt ist) entspricht dabei dem Türdickenmaß.Provision can be made for fiber material to be introduced under a collar section provided on the core tool, in particular a circumferential collar section, in order to form an edge section of the opening of the outer lining. The collar section forms an overhang beyond the opening to be made in the outer lining, under which the fiber material is introduced. The circumferential overhang has a surface area that is larger than the surface area of the opening section of the core tool. The distance between the shaping tool surface and the underside of the overhang (the side of the overhang that faces the shaping tool surface) corresponds to the door thickness.
Anschließend wird die Außenverkleidung mit Öffnung durch Konsolidieren des das abgelegte Fasermaterial einbettenden Matrixmaterials hergestellt, wobei die Dicke der Außenverkleidung im Randbereich der Öffnung dabei dem Dickenmaß des Kernwerkzeuges entspricht.The outer cladding with an opening is then produced by consolidating the matrix material embedding the laid fiber material, with the thickness of the outer cladding in the edge area of the opening corresponding to the thickness of the core tool.
In einem zweiten Prozessschritt, der von dem ersten Prozessschritt, während des ersten Prozessschrittes oder nach dem ersten Prozessschritt durchgeführt werden kann, wird dann die Türeinrichtung hergestellt, deren Dickenmaß (ohne zusätzlichen Anschlag) dem durch das Kernwerkzeug im ersten Prozessschritt definierten Türdickenmaß entspricht.In a second process step, which can be carried out from the first process step, during the first process step or after the first process step, the door device is then produced, the thickness of which (without an additional stop) corresponds to the door thickness defined by the core tool in the first process step.
Hierfür wird ein zweites Formwerkzeug zur Herstellung der passenden Türeinrichtung bereitgestellt, wobei das zweite Formwerkzeug eine formgebende zweite Werkzeugoberfläche aufweist. In der formgebenden zweiten Werkzeugoberfläche des zweiten Formwerkzeuges ist eine Kavität vorgesehen, dessen Tiefenmaß dem Türdickenmaß des Kernwerkzeuges entspricht. Der Grund der Kavität bildet dabei als Teil der formgebenden zweiten Werkzeugoberfläche die äußere Strömungsoberfläche der Türeinrichtung.For this purpose, a second molding tool is provided for producing the appropriate door device, the second molding tool having a shaping second tool surface. A cavity is provided in the shaping second tool surface of the second mold, the depth of which corresponds to the door thickness of the core tool. The base of the cavity forms the outer flow surface of the door device as part of the shaping second tool surface.
In das zweite Formwerkzeug wird nun Fasermaterial derart eingebracht, dass Fasermaterial in die in der zweiten Werkzeugoberfläche vorgesehene Kavität eingebracht bzw. abgelegt wird. Das Fasermaterial wird dabei so in die Kavität eingebracht bzw. abgelegt, dass es bis zum dem Grund der Kavität gegenüberliegenden oberen Rand reicht und insbesondere mit der sich am oberen Rand anschließenden weiteren zweiten Werkzeugoberfläche plan bzw. bündig abschließt. Das Tiefenmaß der Kavität erstreckt sich dabei auf dem kürzesten Weg vom Grund der Kavität (unterer Bereich bzw. untere Rand) bis zum oberen Rand der Kavität, an dem sich die übrige formgebende zweite Werkzeugoberfläche des zweiten Formwerkzeuges anschließt. Das in die Kavität eingebrachte Fasermaterial bildet dabei später ein Türelement der Türeinrichtung, welches in die Öffnung in der Außenverkleidung passt und somit die Öffnung der Außenverkleidung in der geschlossenen Position der Türeinrichtung verschließt.Fibrous material is now introduced into the second mold in such a way that fibrous material is introduced or deposited in the cavity provided in the second tool surface. The fiber material is introduced or placed into the cavity in such a way that it extends to the upper edge opposite the base of the cavity and in particular is planar or flush with the further second tool surface adjoining the upper edge. The depth dimension of the cavity extends along the shortest path from the base of the cavity (lower area or lower edge) to the upper edge of the cavity, which is followed by the rest of the shaping second tool surface of the second mold. The introduced into the cavity fiber material later forms a door element of the door device, which fits into the opening in the outer panel and thus the opening of the outer panel in the closed position of the door device locks.
Das Türelement der Türeinrichtung erhält somit durch die Kavität ein vorgegebenes Türdickenmaß, welches mit dem Dickenmaß der Öffnung der Außenverkleidung korrespondiert, um Stufen in der äußeren Strömungsoberfläche im Randbereich der Türeinrichtung zu vermeiden.The door element of the door device is thus given a predetermined door thickness dimension by the cavity, which corresponds to the thickness dimension of the opening in the outer paneling in order to avoid steps in the outer flow surface in the edge region of the door device.
Anschließend wird die Türeinrichtung durch Konsolidieren des das abgelegte Fasermaterial einbettenden Matrixmaterials hergestellt.The door device is then produced by consolidating the matrix material embedding the laid fiber material.
In beiden Prozessschritten kann dabei vorgesehen sein, dass bei der Verwendung von trockenem Fasermaterial vor dem Schritt des Konsolidierens das Matrixmaterial in das jeweilige Fasermaterial in einem Infusionsschritt bzw. Infusionsprozess infundiert wird, um es anschließend zu konsolidieren. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Fasermaterial, das in das jeweilige Formwerkzeug eingebracht wurde, evakuiert wird, um das Matrixmaterial in die dadurch entstandene Drucksenke zu Infundieren. Die Bauteile können dabei in einem Autoklaven unter Druckbeaufschlagung und/oder Temperaturbeaufschlagung konsolidiert werden.In both process steps it can be provided that when using dry fiber material, before the consolidation step, the matrix material is infused into the respective fiber material in an infusion step or infusion process in order to subsequently consolidate it. It can be provided that the fiber material that was introduced into the respective mold is evacuated in order to infuse the matrix material into the resulting pressure sink. The components can be consolidated in an autoclave under pressure and/or temperature.
Konsolidieren im Sinne der vorliegenden Erfindung meint hierbei das Verfestigen des Matrixmaterials, beispielsweise durch Aushärten und dergleichen. Als Matrixmaterialien kommen dabei thermoplastische und/oder duroplastische Matrixmaterialien (Matrixsystem) in Betracht sowie Harze.In the context of the present invention, consolidation means the hardening of the matrix material, for example by hardening and the like. Thermoplastic and/or duroplastic matrix materials (matrix system) and resins can be used as matrix materials.
Sowohl bei dem ersten Formwerkzeug als auch bei dem zweiten Formwerkzeug kann es sich dabei um ein offenes Formwerkzeug handeln, dass durch eine Vakuumabdeckung verschlossen wird, um das jeweilige Bauteil herzustellen. Offene Formwerkzeuge sind dabei gegenüber geschlossenen Formwerkzeugen, welche im geschlossenen Zustand eine entsprechende Bauteilkavität bereitstellen, deutlich günstiger, wodurch der Gesamtprozess insbesondere bei großskaligen Strukturbauteilen kosteneffizienter durchgeführt werden kann. Denkbar sind aber auch die kostenintensiveren, geschlossenen Formwerkzeuge.Both the first mold and the second mold can be an open mold that is closed by a vacuum cover in order to produce the respective component. Open molds are significantly cheaper than closed molds, which provide a corresponding component cavity when closed, which means that the overall process can be carried out more cost-effectively, especially in the case of large-scale structural components. However, the more cost-intensive, closed molds are also conceivable.
Die Verwendung eines offenen Formwerkzeuges gelingt mit der vorliegenden Erfindung dabei dadurch, dass die formgebende Werkzeugoberfläche die äußere Strömungsoberfläche bildet, wobei trotz Verwendung eines offenen Formwerkzeuges und der damit einhergehenden Dickenschwankungen der Bauteile erreicht werden kann, dass die beiden Bauteile - Außenverkleidung mit Öffnung und Türeinrichtung - nahtlos ineinander eingreifen und keine Störungen auf der äußeren Strömungsoberfläche trotz getrennter Herstellung erzeugen. Mit dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann vielmehr erreicht werden, dass die relevanten Maße der Bauteile - Dickenmaß der Außenverkleidung im Randbereich der Öffnung sowie Dickenmaß des Türelementes der Türeinrichtung - auch bei Verwendung offener Formwerkzeuge so aufeinander abgestimmt sind, dass keine Störungen auf der äußeren Strömungsoberfläche verbleiben. Dies ist insoweit bemerkenswert, da bei der Verwendung offener Formwerkzeuge aufgrund des Evakuierens des eingebrachten Fasermaterials Dickenschwankungen in der Regel kaum vermieden werden können. Mit der vorliegenden Erfindung können diese Schwankungen jedoch eliminiert werden.The use of an open molding tool succeeds with the present invention in that the shaping tool surface forms the outer flow surface, and despite the use of an open molding tool and the associated fluctuations in thickness of the components, it can be achieved that the two components - outer paneling with opening and door device - mesh seamlessly and produce no disturbances on the outer flow surface despite being manufactured separately. With the manufacturing method of the present invention it can rather be achieved that the relevant dimensions of the components - the thickness of the outer paneling in the edge area of the opening and the thickness of the door element of the door device - are matched to one another, even when using open molding tools, so that no disturbances remain on the outer flow surface . This is remarkable insofar as thickness fluctuations can hardly be avoided when using open molds due to the evacuation of the introduced fiber material. However, with the present invention, these fluctuations can be eliminated.
Wird an der Innenseite des Türelementes der Türeinrichtung an dessen Randbereich ein Türanschlag angeordnet, der beispielsweise integral mit dem Türelement ausgebildet sein kann oder zu einem späteren Zeitpunkt beispielsweise durch Kleben dort angeordnet wird, so ist es möglich, dass die Türeinrichtung von innen in der geschlossenen Position gehalten wird, wenn der Türanschlag an der Innenseite der Außenverkleidung im Randbereich der Öffnung anliegt. In diesem Fall kann dann auf sämtliche Befestigungsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder Nieten, die durch die Strömungsoberfläche hindurchgeführt sind, verzichtet werden. Ein solcher Türanschlag, der an der Innenseite des Türelementes vorgesehen ist, ist in der Regel größer, d. h. weist eine größere Abmessung in der Fläche auf als das Türelement der Türeinrichtung an sich, wodurch ein zurückgesetzten Randabschnitt der Türeinrichtung gebildet wird, der dann den entsprechenden formschlüssigen Anschlag bildet.If a door stop is arranged on the inside of the door element of the door device at its edge region, which can be formed integrally with the door element, for example, or can be arranged there at a later point in time, for example by gluing, it is possible for the door device to be in the closed position from the inside is held when the door stop rests on the inside of the outer paneling in the edge area of the opening. In this case, all fastening means, such as screws or rivets, which are passed through the flow surface, can then be dispensed with. Such a door stop, which is provided on the inside of the door element, is usually larger, i. H. has a larger dimension in area than the door element of the door device itself, whereby a recessed edge portion of the door device is formed, which then forms the corresponding positive stop.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass weiterhin eine Verschlussvorrichtung bereitgestellt wird, welche die Türeinrichtung in der geschlossenen Position durch Aufbringen einer Verschlusskraft in der Öffnung halten und die Türeinrichtung von der geschlossenen Position in eine geöffnete Position überführen kann, wobei nach dem Herstellen der Außenverkleidung mit Öffnung und der passenden Türeinrichtung die Verschlussvorrichtung an der Innenseite der Außenverkleidung montiert und die Türeinrichtung in die Verschlussvorrichtung eingesetzt wird.According to one embodiment it is provided that a locking device is also provided, which can hold the door device in the closed position by applying a locking force in the opening and can transfer the door device from the closed position to an open position, after the production of the outer panel with opening and the matching door device, the locking device is mounted on the inside of the outer panel and the door device is inserted into the locking device.
Die Verschlusskraft kann dabei so durch die Verschlussvorrichtung aufgebracht werden, dass eine entsprechende Kraft in Richtung Außenbereich auf die Türeinrichtung ausgeübt wird, um so die Türeinrichtung in der Öffnung zu halten. Dies ist besonders dann sinnvoll, wenn die Türeinrichtung einen insbesondere umlaufenden Anschlag im Randbereich hat, mit dem die Türeinrichtung an der Innenseite der Außenverkleidung im Randbereich der Öffnung gedrückt wird. Denkbar sind aber auch andere Mechanismen der Verschlussvorrichtung, welche mittels der Verschlusskraft die Türeinrichtung in der geschlossenen Position halten. Eine solche Verschlusskraft kann dabei insbesondere auch durch einen Formschluss erfolgen.The locking force can be applied by the locking device in such a way that a corresponding force is exerted on the door device in the direction of the outside in order to hold the door device in the opening. This is particularly useful when the door device has a peripheral stop in the edge area, with which the door device is pressed on the inside of the outer lining in the edge area of the opening. However, other mechanisms of the locking device are also conceivable, which hold the door device in the closed position by means of the locking force. Such a closing force can in particular also take place by means of a form fit.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Kernwerkzeug bereitgestellt wird, welches ausgehend von der ersten Werkzeugoberfläche einen unteren ersten Werkzeugabschnitt (den Öffnungsabschnitt), dessen Dickenmaß dem Türdickenmaß entspricht, und einen daran anschließenden oberen zweiten Werkzeugabschnitt (den Kragenabschnitt) hat, dessen flächige Ausdehnung zumindest teilweise größer ist als die flächige Ausdehnung des ersten Werkzeugabschnittes, so dass ein Überstand gebildet wird, unter dem Fasermaterial eingebracht wird, um einen Randabschnitt der Öffnung der Außenverkleidung zu bilden.According to one embodiment, it is provided that a core tool is provided which, starting from the first tool surface, has a lower first tool section (the opening section), the thickness of which corresponds to the thickness of the door, and an adjoining upper second tool section (the collar section), the areal extent of which is at least is partially larger than the areal extent of the first tool section, so that an overhang is formed, is introduced under the fiber material to form an edge portion of the opening of the outer lining.
Hierdurch wird unter dem durch den zweiten Werkzeugabschnitt gebildeten Überstand eine vom Kernwerkzeug weg hin offene Kavität gebildet, die nach unten durch die formgebende Werkzeugoberfläche und nach oben durch die Innenseite des Überstandes begrenzt ist. Das darunter eingebrachte Fasermaterial und die daraus entstehende Außenverkleidung erhält somit im Randbereich der Öffnung eine definierte Dicke, die dem Abstand zwischen Innenseite des Überstandes und der formgebenden Werkzeugoberfläche entspricht. Dieser Abstand ist dabei gemäß dem Türdickenmaß gewählt, wodurch sämtliche Dickenschwankungen bei der Herstellung des Faserverbundbauteils im Randbereich der Öffnung eliminiert werden können. Im Randbereich der Öffnung erhält die Außenverkleidung immer eine vorgegebene dicke bzw. hält ein vorgegebenes Dickenmaß ein. Das Kernwerkzeug mit dem Überstand kann dabei nachträglich, nachdem bereits Fasermaterial auf die formgebende Werkzeugoberfläche aufgelegt wurde, oder vor dem einbringen des Fasermaterials auf der formgebenden Werkzeugoberfläche angeordnet sein. Hierdurch wird eine Art quasi-geschlossenes Formwerkzeug im Randbereich der Öffnung gebildet.As a result, under the overhang formed by the second tool section, a cavity is formed which is open away from the core tool and is delimited at the bottom by the shaping tool surface and at the top by the inside of the overhang. The fibrous material introduced underneath and the resulting outer lining thus has a defined thickness in the edge area of the opening, which corresponds to the distance between the inside of the overhang and the shaping tool surface. This distance is chosen according to the thickness of the door, as a result of which all thickness fluctuations can be eliminated in the production of the fiber composite component in the edge region of the opening. In the edge area of the opening, the outer cladding is always given a predetermined thickness or maintains a predetermined thickness. The core tool with the overhang can be arranged subsequently, after fiber material has already been placed on the shaping tool surface, or before the fiber material is introduced onto the shaping tool surface. As a result, a kind of quasi-closed mold is formed in the edge area of the opening.
Der erste Werkzeugabschnitt weist dabei eine flächige Ausdehnung auf, die der flächigen Ausdehnung der Öffnung entspricht bzw. entsprechen soll. Der erste Werkzeugabschnitt hat des Weiteren eine Ausdehnung in Dickenrichtung, die dem Türdickenmaß des Türelementes entspricht. Die Ausdehnung in Dickenrichtung, die dem Türdickenmaß entsprechen soll, bezieht sich dabei auf dem Einsatz am Formwerkzeug.The first tool section has an areal extent that corresponds or should correspond to the areal extent of the opening. Furthermore, the first tool section extends in the direction of thickness, which corresponds to the thickness of the door element. The extension in the thickness direction, which should correspond to the door thickness dimension, refers to the use on the mold.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein vorzugsweise umlaufender Keileinleger aus einem Faserverbundwerkstoff auf das in das Formwerkzeug bereits eingebrachte Fasermaterial um die Öffnung der Außenverkleidung derart herum aufgelegt wird, dass in einem Innenbereich des Keileinlegers eine Ausnehmung gebildet wird.According to one embodiment, it is provided that a preferably circumferential wedge insert made of a fiber composite material is placed on the fiber material already introduced into the mold around the opening of the outer lining in such a way that a recess is formed in an inner region of the wedge insert.
Diese Ausnehmung des Keileinlegers legt dabei die zu bildende Öffnung frei und führt gleichzeitig zu einer Versteifung der Außenverkleidung im Bereich der Öffnung, um so die durch die Öffnung entstandene mechanische Beeinträchtigung zumindest teilweise kompensieren zu können. Gleichzeitig dient der Keileinleger als Aufnahme für die innenliegende Verschlussvorrichtung.This recess of the wedge insert exposes the opening to be formed and at the same time leads to a stiffening of the outer lining in the area of the opening in order to be able to at least partially compensate for the mechanical impairment caused by the opening. At the same time, the wedge insert serves as a receptacle for the internal locking device.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die flächige Ausdehnung der Ausnehmung des Keileinlegers der flächigen Ausdehnung des zweiten Werkzeugabschnittes des Kernwerkzeuges entspricht. Die Ausnehmung kann dabei dem Türanschlag der Türeinrichtung entsprechen.According to one embodiment, it is provided that the areal extent of the recess of the wedge insert corresponds to the areal extent of the second tool section of the core tool. The recess can correspond to the door stop of the door device.
Hierdurch wird ein zurückgesetzter Randabschnitt der Öffnung erzeugt, der einen Öffnungsanschlag bildet, an dem die Türeinrichtung in der geschlossenen Position anschlägt. Dabei kann die Türeinrichtung einen Türanschlag aufweisen, dessen flächige Ausdehnung der flächigen Ausdehnung des zweiten Werkzeugabschnittes des Kernwerkzeugs entspricht und/oder dessen Ausdehnung in Dickenrichtung der Ausdehnung in Dickenrichtung des zweiten Werkzeugabschnittes des Kernwerkzeugs entspricht.This creates a recessed edge portion of the opening which forms an opening stop against which the door device strikes in the closed position. The door device can have a door stop whose areal extent corresponds to the areal extent of the second tool section of the core tool and/or whose extent in the thickness direction corresponds to the extent in the thickness direction of the second tool section of the core tool.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zu dem ersten Formwerkzeug ein separates Kernwerkzeug bereitgestellt wird, das im Bereich der Öffnung auf die erste Werkzeugoberfläche aufgelegt und dort angeordnet wird.According to one embodiment, it is provided that a separate core tool is provided for the first molding tool, which is placed on the first tool surface in the area of the opening and arranged there.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Fasermaterial in das zweite Formwerkzeug weiterhin durch Ablegen von Fasermaterial auf die an die Kavität angrenzende Werkzeugoberfläche eingebracht wird, um einen Türanschlag an der Türeinrichtung auszubilden.According to one embodiment it is provided that the fiber material is introduced into the second molding tool by depositing fiber material on the tool surface adjoining the cavity in order to form a door stop on the door device.
Dabei wird das Türelement der Türeinrichtung durch das Fasermaterial in der Kavität gebildet, während der Türanschlag der Türeinrichtung durch das über die Kavität hinaus abgelegten Fasermaterial gebildet wird. Sowohl Türanschlag als auch Türeinrichtung bilden in dieser Ausführungsform eine integrale Einheit. In dieser Ausführungsform ist es darüber hinaus auch möglich, offene Formwerkzeuge zu verwenden, da die für die laminare Grenzschichtströmung notwendige Maßhaltung der Türeinrichtung durch das Formwerkzeug vorgegeben ist und Dickenschwankungen bei der Herstellung des Türanschlages an der Türeinrichtung keine negativen Auswirkungen haben. Bevorzugt ist der Türanschlag so ausgebildet, dass er mit einem Öffnungsanschlag im Randbereich der Öffnung der Außenverkleidung so zusammenwirkt, dass die Türeinrichtung formschlüssig und gegebenenfalls kraftschlüssig in der geschlossenen Position gehalten wird. The door element of the door device is formed by the fiber material in the cavity, while the door stop of the door device is formed by the fiber material deposited beyond the cavity. Both the door stop and the door device form an integral unit in this embodiment. In this embodiment, it is also possible to use open molds, since the dimensional stability of the door device required for the laminar boundary layer flow is specified by the mold and thickness fluctuations in the production of the door stop on the door device have no negative effects. The door stop is preferably designed in such a way that it can be connected to an opening stop in the edge area of the opening of the external door clothing interacts in such a way that the door device is held in the closed position in a form-fitting and, if necessary, force-fitting manner.
Hierdurch wird eine Art hutförmige Vorrichtung gebildet, die eine Türeinrichtung und einen Türanschlag hat. Die Vorrichtung weist dabei einen Stufenrand auf.This forms a kind of hat-shaped device which has a door device and a door stop. The device has a stepped edge.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass vor dem Konsolidieren des Matrixmaterials die Außen- und/oder Innenkanten der Außenverkleidung, der Öffnung und/oder der Türeinrichtung endkonturnah besäumt werden.According to one embodiment, it is provided that before the matrix material is consolidated, the outer and/or inner edges of the outer paneling, the opening and/or the door device are trimmed close to the final shape.
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit der Außenverkleidung für ein Flugobjekt gelöst, die einen Innenbereich des Flugobjektes von einem Außenbereich des Flugobjektes abgrenzt, mit einer äußeren Strömungsoberfläche, die dem Außenbereich zugewandt und von einem Außenmedium umströmbar ist, und mit einer der äußeren Strömungsoberfläche gegenüberliegenden und dem Innenbereich zugewandten Innenseite, wobei die Außenverkleidung in der Strömungsoberfläche eine Öffnung aufweist, um einen Zugriff von dem Außenbereich in den Innenbereich des Flugobjektes zu ermöglichen, und wobei die Außenverkleidung eine Türeinrichtung zum Öffnen und Schließen der Öffnung hat, die in einer geschlossenen Position den Teil der äußeren Strömungsoberfläche der Öffnung bildet. Die Außenverkleidung einschließlich der Türeinrichtung sind dabei hergestellt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren, wobei die Türeinrichtung einen in Richtung Innenbereich zurückgesetzten Randabschnitt aufweist, der eine Auflagefläche hat, die mit einem an der Innenseite der Außenverkleidung vorgesehenen Öffnungsanschlag derart zusammenwirkt, dass in der geschlossenen Position mittels einer Verschlussvorrichtung die Auflagefläche an den an der Innenseite vorgesehenen Öffnungsanschlag gedrückt wird.The object is also achieved with the outer covering for a flying object, which delimits an inner area of the flying object from an outer area of the flying object, with an outer flow surface that faces the outer area and can be flowed around by an outer medium, and with an outer flow surface opposite and inner side facing the interior, wherein the outer panel has an opening in the flow surface to allow access from the outer to the interior of the flying object, and wherein the outer panel has door means for opening and closing the opening, which in a closed position the part of the outer flow surface of the opening. The outer panel including the door device are manufactured according to the method described above, with the door device having an edge section which is set back towards the interior and which has a bearing surface which interacts with an opening stop provided on the inside of the outer panel in such a way that in the closed position by means of a Closing device the bearing surface is pressed against the opening stop provided on the inside.
Vorzugsweise hat die Türeinrichtung ein Türelement, welches in die Öffnung der Außenverkleidung in der geschlossenen Position passt und einen Türanschlag, der über das Türelement hinaussteht und die Auflagefläche bildet. Der Türanschlag wird dabei an den Öffnungsanschlag in der geschlossenen Position gedrückt.Preferably the door means has a door panel which fits within the opening in the outer panel in the closed position and a door stop which projects beyond the door panel and forms the bearing surface. The door stop is thereby pressed against the opening stop in the closed position.
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. Gleichzeitig wird durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren sichergestellt, dass die äußere Strömungsoberfläche frei von Störungen ist, die einen Umschlag der laminaren Grenzschichtströmung in eine turbulente Grenzschichtströmung begünstigen.Accordingly, it is proposed according to the invention that the door device of such a generic outer covering for flying objects is held in the opening from the inside, so that no fastening elements are required on the outer flow surface in order to fasten the door device in the opening. Rather, the door device is pressed from the inside (i.e. from the direction of the interior) against a door stop and held there in order to ensure a level and flush transition in the area of the opening/door device on the outer flow surface. At the same time, the manufacturing method according to the invention ensures that the outer flow surface is free from disturbances that promote a transition from the laminar boundary layer flow to a turbulent boundary layer flow.
Der zurückgesetzte Randabschnitt der Türeinrichtung wird dabei durch einen Türanschlag gebildet und weist 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 Öffnungsanschlag, an dem der zurückgesetzte Randabschnitt mit dem Türanschlag anschlägt, während das Türelement 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 den Türanschlag an den Öffnungsanschlag, 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).The recessed edge section of the door device is formed by a door stop and has a larger dimension than that of the opening, so that the door device as a whole is larger or has larger dimensions than the opening. The opening stop is located on the inside of the outer paneling in the edge area of the opening, against which the recessed edge section strikes with the door stop while the door element of the door device is inserted within the opening of the outer paneling. The door device thus forms a form fit together with the opening in the outer paneling and the door stop provided on the inside, the door device also being secured against unintentional opening in the direction of the interior of the flying object by means of the locking device. The locking device presses the door stop against the opening stop, which means not only a permanent application of force in the direction of the outside area, but also a fixing of the door device in the direction of the inside area. Such a fixation can also take place through a form fit and/or a force fit, for example in the form of a hinge, a lever and/or a bolt. Fixing by means of an electromechanical locking device, for example by means of an electric motor (for example a linear motor), is also conceivable.
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 an der Türeinrichtung angeordnet, der an einen Öffnungsanschlag anschlägt, der durch die bereits vorhandene Innenseite der Außenverkleidung gebildet wird.According to the invention, it is provided that the door device is moved in the direction of the interior for opening, so that complicated lever mechanisms for opening the door device can be dispensed with. Due to the fact that the form fit in the closed position is defined by a recessed edge section of the door device, there is no need for an additional stop or support on the inside of the outer paneling, as is known in the prior art. The fastening means provided by the prior art for fastening the support, which disturb the outer flow surface, are therefore omitted. Rather, the door stop is arranged on the door device, which abuts against an opening stop that is formed by the inner side of the outer paneling that is already present.
Dabei ist weiterhin vorgesehen, dass die 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.It is further provided that the closure device has a guide device which is set up for transferring the door device from the closed position into an open position in such a way that the door device is displaced along the inside of the outer paneling when being transferred into the open position.
Hierbei wird mittels der Führungseinrichtung der Verschlussvorrichtung 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.Here, by means of the guide device of the locking device, the door device is first pushed or reset into the interior of the flying object (i.e. perpendicular to the outer paneling) and then pushed along the inside of the outer paneling, so that the door device at least partially disappears behind the remaining structure of the outer paneling. This allows the door device to be quickly and easily moved from the closed position to the open position, in order to allow access to the technical elements behind it. At the same time, such a door device offers the possibility of promoting a natural laminar boundary layer flow without using complicated lever mechanisms or hinge elements.
Erfindungsgemäß ist nun 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 Öffnungsanschlag 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.According to the invention, it is now provided that the locking device has at least one spring force element, which exerts a locking force in the direction of the outer area in order to press the contact surface of the door device against the opening stop in the closed position, the locking device continuing to exert a first counteracting locking force opening force is adapted to convert the door assembly from the closed position to a retracted position in which the door assembly is fully recessed inwardly from the flow surface, and by exerting a second opening force is adapted to convert the door assembly from the retracted position to the open position wherein the door means is at least partially displaced behind the inside of the outer panel away from the opening.
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.Such a spring force element can be, for example, a spiral spring, a disk spring and/or a leaf spring. The spring force element is preferably arranged in or on the guide device and is supported with one end on this, while it is in contact with the door device with the other end. By supporting the spring force element on the guide device arranged on the outer paneling, which preferably has at least one L-shaped guide rail, a corresponding closing force can be exerted on the door device in the direction of the outside area, in order to press the door device against the door stop and in the closed position to keep.
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).By exerting a first opening force which counteracts the closing force and which acts in particular perpendicularly in the direction of the interior, the door device is reset against the closing force in the interior of the flying object until the outside of the door device, which forms part of the flow surface of the opening, behind the inside of the remaining structure of the Outer trim is set back. The stroke of this reset movement is greater than the thickness of the outer paneling in the area of the opening in order to move the set-back door device (in the reset position) along the inside of the rest of the structure of the outer paneling into the open position by applying a second opening force. The door device is thus displaced from the recessed position behind the outer panel when viewed from the outside. The outside of the door device thus faces the inside of the remaining structure of the outer panel (and vice versa).
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.According to one embodiment, it is provided that the locking device has a reset stop, against which the door device strikes when it is transferred into the reset position in order to limit the reset movement of the door device.
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.Such a reset stop can be provided by the guide device, for example by one of the L-shaped guide rails. However, the reset stop can also be provided by the spring force element in the maximum compressed form when the door device is in the maximum reset position.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Verschlussvorrichtung einen Endanschlag hat, an die die Türeinrichtung beim Überführen in die geöffnete Position zur Begrenzung der Verschiebbewegung anschlägt.According to one embodiment, it is provided that the closure device has an end stop against which the door device strikes when moving into the open position to limit the displacement movement.
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. Der Endanschlag kann dabei Teil Führungsschienen sein.This prevents the door device from being pushed too far behind the rest of the structure of the outer paneling when moving from the reset position to the open position, and possibly being pushed out of the guide device. The end stop can be part of the guide rails.
Gemäß einer Ausführungsform 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.According to one embodiment it is provided that the guide device is set up for transferring the door device from the open position into a removal position in which the Door device can be removed from the guide device.
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.Such a removal position makes it possible to remove the door device from the guide device, for example in order to repair it or to create as much space as possible in order to access the technical elements located behind the opening. Since the guide device provides a type of form fit with the exception of the displacement direction in the other directions of movement, the door device can be released from the form fit in the removal position and thus removed from the guide device.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Endanschlag 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 (Entnahmekraft), 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.According to one embodiment it is provided that the end stop is formed by a spring force element, it being possible for the door device to be displaced from the open position into the removal position counter to the spring force element. A corresponding force (removal force) is therefore required in order to overcome the force of the spring force element of the opening stop and thus to transfer the door device from the open position to the removal position. This can prevent the door device from being inadvertently removed by sliding the door too far behind the outer paneling.
Gemäß einer Ausführungsform ist 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 so einen Formschluss bildet) 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 so der Formschluss aufgehoben wird) und die Türeinrichtung aus der Führungseinrichtung entnommen werden kann.According to one embodiment, it is provided that the guide device has a contour that interacts with a contour of the door device in such a way that in the open position the contour of the guide device does not match the contour of the door device (and thus forms a form fit) and the door device does not open can be removed from the guide device and that in the removal position the contouring of the guide device matches the contouring of the door device (and thus the form fit is canceled) and the door device can be removed from the guide device.
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.For this purpose, an additional spring force element can be provided, for example, which exerts a force on the door device in the direction of the interior in the open position and/or in the removal position, so that the door device can be pushed out of the guide device and thus removed with the help of this additional spring force element in the removal position. The contouring of the guide device is chosen so that in the removal position the contouring of the door device matches so that the form fit in the removal direction is canceled and the door device can then be removed in this removal direction.
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.According to one embodiment it is provided that the outer flow surface in the closed position of the door device has a step in the transition area between an outer edge area of the opening and an outer edge area of the door device which is less than 0.5 mm, preferably less than 0.1 mm. is.
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.It has been shown that these stages are suitable for not disturbing the laminar flow around and thus contribute to promoting a laminar boundary layer flow for as long as possible.
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 Öffnungsanschlages entspricht. Mit anderen Worten, die Dicke des Türelementes entspricht dem Dickenmaß zwischen Innenseite und äußerer Strömungsoberfläche der Außenverkleidung im Bereich der Öffnung bzw. des Öffnungsanschlages.According to one embodiment, it is provided that the edge section of the door device is set back by an amount that corresponds to the thickness between the inside and the outside flow surface of the outer paneling in the area of the opening stop. In other words, the thickness of the door element corresponds to the thickness dimension between the inside and the outside flow surface of the outer covering in the area of the opening or the opening stop.
Hierdurch wird sichergestellt, dass das Türelement der Türeinrichtung in die Öffnung so eingesetzt wird, dass die äußere Strömungsoberfläche zwischen dem Rand der Öffnung und dem Rand der Türeinrichtung plan, eben und/oder bündig ist. Die Dicke der Öffnung bestimmt dabei das Maß, um welches der Randabschnitt zurückgesetzt ist bzw. die Dicke des Türelementes, 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.This ensures that the door element of the door device is inserted into the opening in such a way that the outer flow surface between the edge of the opening and the edge of the door device is flat, level and/or flush. The thickness of the opening determines the amount by which the edge section is recessed or the thickness of the door element, since this recessed amount later has to fill the entire opening. If the edge portion of the door assembly were to be set back too far, in the closed position the door assembly would overhang the surrounding flow surface of the outer panel. If the edge portion of the door assembly were set back too little, in the closed position the door assembly would not reach the outer flow surface. In both cases, a step occurs in the outer flow surface, which leads to a disruption of the laminar flow around it.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 Befestigungskonzept an einer Nacelle nach dem Stand der Technik -
2a Schematische Darstellung der Herstellung der Außenverkleidung mit Öffnung -
2b Darstellung einer Außenverkleidung hergestellt gemäß2a -
3a Schematische Darstellung der Herstellung der Türeinrichtung -
3b Darstellung einer Türeinrichtung hergestellt gemäß3a -
4 Darstellung einer Außenverkleidung mit eingesetzter Türeinrichtung in einer geöffneten Position -
5a schematische Querschnittdarstellung der Außenverkleidung mit geschlossener Türeinrichtung -
5b schematische Querschnittdarstellung der Außenverkleidung mit geöffneter Türeinrichtung -
6a Federanordnung der Verschlussvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform -
6b Federanordnung der Verschlussvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform -
7 Darstellung eines Entnahmevorgangs -
8a perspektivische Darstellung der Konturierung für die Entnahme -
8b Schnittdarstellung der8a
-
1 Fastening concept on a nacelle according to the state of the art -
2a Schematic representation of the manufacture of the outer paneling with opening -
2 B Representation of an outer panel made according to2a -
3a Schematic representation of the manufacture of the door equipment -
3b Representation of a door device made according to3a -
4 Representation of an outer panel with inserted door device in an open position -
5a schematic cross-sectional representation of the outer paneling with the door device closed -
5b schematic cross-sectional view of the outer paneling with the door device open -
6a Spring arrangement of the closure device according to a first embodiment -
6b Spring arrangement of the closure device according to a second embodiment -
7 Representation of a withdrawal process -
8a perspective representation of the contouring for the removal -
8b Sectional view of8a
Auf das so bereitgestellte erste Formwerkzeug 100 wird nun Fasermaterial abgelegt, um die Außenverkleidung 10 zu bilden. Dabei wird im Bereich der Öffnung 13, in die die spätere Türeinrichtung eingesetzt werden soll kein Fasermaterial auf die formgebende Werkzeugoberfläche 110 abgelegt, wobei stattdessen ein Kernwerkzeug 120 vorgesehen ist, das mit einem Öffnungsabschnitt 122 dem Bereich der Öffnung 13 besetzen soll. Der Öffnungsabschnitt 122 weist dabei eine Höhe auf, die dem Türdickenmaß d des Türelementes der Türeinrichtung entspricht.Fibrous material is now laid down on the
Dabei kann vorgesehen sein, dass zuerst das Fasermaterial zur Bildung der Außenverkleidung 10 abgelegt wird und anschließend erst das Kernwerkzeug 120 mit dem Öffnungsabschnitt 122 in die Öffnung 13 eingesetzt wird. Der Randbereich der Öffnung 13 kann dabei beispielsweise mithilfe einer Schneidvorrichtung exakt ausgeschnitten werden, um so den Öffnungsabschnitt 120 genau in die so gebildete Öffnung 13 in der Außenverkleidung 10 einzusetzen. Denkbar ist aber auch, dass zuerst das kann Werkzeug 120 an der vorgegebenen Position auf die formgebende Werkzeugoberfläche 110 lösbar aufgesetzt wird und anschließend dann das Fasermaterial der Außenverkleidung 10 abgelegt wird.Provision can be made here for the fiber material to form the outer covering 10 to be laid down first and only then for the
An dem Öffnungsabschnitt 122 des bereitgestellten kann Werkzeugs 120 schließt sich ausgehend von dem ersten Formwerkzeug 100 ein Kragenabschnitt 124 an, dessen flächige Ausdehnung größer ist als die flächige Ausdehnung des Öffnungsabschnittes 122.hierdurch wird im Randbereich 16 der Öffnung 13 ein Überstand 126 durch das kann Werkzeug 120 gebildet, unter dem ebenfalls Fasermaterial zur Herstellung der Außenverkleidung 10 abgelegt ist bzw. wird. Der Randabschnitt 16 der Öffnung 13 wird somit an der äußeren Strömungsoberfläche 11 durch die formgebende Werkzeugoberfläche 110 und an der gegenüberliegenden Innenseite, an dem der Öffnungsanschlag 15 ausgebildet wird, durch den Überstand 126 des Kragenabschnittes 124 des kann Werkzeugs 120 begrenzt.Starting from the
Hierdurch wird unabhängig von möglichen äußeren Einflüssen die Dicke des Randabschnittes 16 Öffnung 13 durch das Türdickenmaß d des Öffnungsabschnittes 122 des kann Werkzeugs 120 bestimmt. Schwankungen in der Dicke des Randabschnittes 16 aufgrund der Verwendung eines offenen Formwerkzeuges werden so eliminiert. Hierdurch wird eine Öffnung 13 für eine Außenverkleidung 10 generiert, die reproduzierbar prozesssicher ein vorgegebenes Dickenmaß d im Randabschnitt 16 aufweist.As a result, the thickness of the
Im Ausführungsbeispiel der Figur ist des Weiteren vorgesehen, dass auf das so abgelegte Fasermaterial 2a ein Keileinleger 14 aufgelegt wird, der an den Kragen Abschnitt 124 des kann Werkzeugs 120 angrenzt und dann in Richtung Innenseite 12 der Außenverkleidung 10 abgeschreckt ist. Hierdurch kann eine Verstärkung der Öffnung 13 realisiert werden, die auch dazu verwendet wird, um eine später noch im Detail gezeigte Verschlussvorrichtung an der Innenseite 12 der Außenverkleidung 10 zu halten.The exemplary embodiment in the figure also provides that a
Nachdem das Fasermaterial der Außenverkleidung 10 sowie der zusätzliche Keileinleger 14 und das kann Werkzeug 120 wie dargestellt angeordnet sind, wird dieser Aufbau durch eine nicht dargestellte Vakuumabdeckung abgedeckt, evakuiert und gegebenenfalls mit Fasermaterial infundiert. Anschließend wird das Ganze in einem Autoklaven unter Temperatur- und Druckbeaufschlagung konsolidiert.After the fiber material of the
Die Türeinrichtung 20 weist dabei zwei integral hergestellte Bauelemente auf, nämlich zum einen ein Türelement 21 und zum anderen eine Türanschlag 22.das Türelement 21 soll dabei vollständig in der Öffnung 13 der Außenverkleidung 10 in der geschlossenen Position einsetzbar sein, während das zweite Element der Türanschlag 22 einen entsprechenden Formschluss in Richtung Außenbereich der Außenverkleidung 10 bilden soll. Der Türanschlag 22 weist dabei eine Auflagefläche 23 auf, die mit dem Öffnungsanschlag 15 im Randbereich 16 der Öffnung 13 der Außenverkleidung 10 Anschlagen kann.The
Zunächst wird ein zweites Formwerkzeug 200 bereitgestellt, das eine formgebende zweite Werkzeugoberfläche 210 hat, die zumindest teilweise die äußere Strömungsoberfläche 11 der Türeinrichtung 20 bilden soll. Das bereitgestellte zweite Formwerkzeug weist dabei eine Kavität 220 auf, dessen Grund einen Teil der formgebenden zweiten Werkzeugoberfläche 210 gebildet. Dieser am Grund der Kavität 220 befindliche Teil der formgebenden zweiten Werkzeugoberfläche 210 bildet dabei die spätere äußere Strömungsoberfläche 11 der Türeinrichtung 20.First, a
Die Höhe der Kavität 220, d. h. das Maß vom Grund der Kavität 220 bis zum oberen Rand 222 der Kavität 220, entspricht dabei dem Türdickenmaß d, dass bereits bei der Herstellung der Außenverkleidung 10 mit Öffnung 13 (siehe
In die Kavität 220 wird nun Fasermaterial eingebracht, wobei das in die Kavität 220 eingebrachte Fasermaterial das spätere Türelement 21 ausbilden soll. Ist die Kavität 220 mit Fasermaterial gefüllt, wird weiteres Fasermaterial über den oberen Rand 222 der Kavität 220 hinaus abgelegt, um den Türanschlag 22 der Türeinrichtung 20 auszubilden. Die formgebende Werkzeugoberfläche 210, die sich nicht am Grund der Kavität 220 befindet, bildet dabei die Auflagefläche 23 des Türanschlages 22, die mit dem Öffnungsanschlag 15 der Innenseite der Außenverkleidung in der geschlossenen Position zusammenwirken soll.Fiber material is now introduced into the
Nachdem sämtliches Fasermaterial zur Herstellung der gesamten Türeinrichtung 220 in das zweite Formwerkzeug 210 eingebracht wurde, wird der gesamte Aufbau mit einer Vakuumabdeckung verschlossen, evakuiert und gegebenenfalls Matrixmaterial in das Fasermaterial infundiert. Anschließend kann das Ganze in einem Autoklaven unter Temperatur- und Druckbeaufschlagung konsolidiert werden.After all the fiber material for producing the
Das in die Öffnung 13 einzusetzende Türelement 21 der Türeinrichtung 20 weist dabei unabhängig von Dickenschwankungen des Türanschlages 22 eine vorgegebene Dicke auf, die dem Türdickenmaß d entspricht und durch die Höhe der Kavität 220 vorgegeben ist. Schwankungen im Prozess haben somit keine Auswirkung auf die Dicke des Türelementes 21, sodass das Türelement 21 plan und bündig an der äußeren Strömungsoberfläche im Randbereich der Öffnung 13 der Außenverkleidung 10 abschließt. Störungen in der äußeren Strömungsoberfläche, wie beispielsweise Stufen oder abstehende Befestigungsmittel, werden somit in Gänze vermieden.The
In einer Ausführungsform ist es dabei denkbar, dass in dem zweiten Formwerkzeug 200 ein Einleger vorgesehen ist, und zwar an der Ecke im Formwerkzeug am Übergang von umlaufender Auflage zu der die Außenfläche bildenden Struktur.In one embodiment, it is conceivable that an insert is provided in the
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.There is an
Die Türeinrichtung 20 ist in der geschlossenen Position dabei Teil der äußeren Strömungsoberfläche 11 der Außenverkleidung 10, wie in
Die Türeinrichtung 20 weist des Weiteren einen in Richtung Innenbereich I zurückgesetzten Randabschnitt auf, der durch den gegenüber dem Türelement 22 zurückgesetzten Türanschlag 22 gebildet wird und der in der Fläche der Türeinrichtung 20 über die Abmessungen der Außenseite 11 b der Türeinrichtung 20 hinaus steht. Die Türeinrichtung 20 mit dem zurückgesetzten Randabschnitt 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 an jeder Stelle eine größere Ausdehnung auf als die Öffnung 13. Der zurückgesetzte Randabschnitt ist dabei vorzugsweise umlaufend vorgesehen, sodass die Türeinrichtung 20 mit dem zurückgesetzten Randabschnitt vollständig an der Innenseite 12 der umliegenden Struktur 10a der Außenverkleidung 10 anliegen kann.The
Der zurückgesetzte Randabschnitt 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 eine Auflagefläche 23 bildet, mit der die Türeinrichtung 20 in der geschlossenen Position in der Öffnung 13 an dem Öffnungsanschlag 15 gehalten werden kann.The recessed edge section forms a step, starting from the
Im Ausführungsbeispiel der
In der geschlossenen Position, wie in
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.Furthermore, a
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 23 der Türeinrichtung 20 auf den Öffnungsanschlag 15 des Randbereiches 16 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 und ggf. fixiert.The respective
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.It is conceivable that the
Durch das Eindrücken mithilfe der Betätigungskraft 90 wird die Türeinrichtung 20 von der geschlossenen Position (
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 90 kann die Türeinrichtung 20 wieder in die geschlossene Position überführt werden.In one embodiment, the
Am rechten Ende der ersten Führungsschienen 32a befindet sich ein Endanschlag 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.At the right end of the
In der oberen Abbildung a) befindet sich die Türeinrichtung 20 in einer geschlossenen Position. Durch eine erste Öffnungskraft (Betätigungskraft 90) 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 (92) hinter die Außenverkleidung verschoben und in die geöffnete Position gebracht. Dies ist in der mittleren Abbildung b) gezeigt.In the upper figure a) the
In der geöffneten Position schlägt die Türeinrichtung 20 dabei an dem bereits erwähnten Endanschlag 34 an. Dieser Endanschlag 34 ist dabei im Ausführungsbeispiel der
In den
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 24 der Türeinrichtung 20, genau dem Türanschlag 22 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.In an adjoining second section of the
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.In the second,
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 Endanschlages 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.The contouring 43 of the legs of the
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Außenverkleidungouter lining
- 1111
- äußere Strömungsoberfläche (Außenseite)outer flow surface (outside)
- 1212
- Innenseiteinside
- 1313
- Öffnungopening
- 1414
- Keileinlegerwedge inserter
- 1515
- Öffnungsanschlagopening stop
- 1616
- Randabschnitt der Öffnungedge portion of the opening
- 2020
- Türeinrichtungdoor equipment
- 2121
- Türelementdoor panel
- 2222
- Türanschlagdoor stop
- 2323
- Auflagefläche des TüranschlagesContact surface of the door stop
- 3030
- Verschlussvorrichtunglocking device
- 3131
- Führungseinrichtungguide device
- 32a, 32b32a, 32b
- Führungsschienenguide rails
- 33a, 33b33a, 33b
- Federkraftelementespring elements
- 3434
- Endanschlagend stop
- 3535
- Blattfeder im ersten AbschnittLeaf spring in the first section
- 3636
- Widerlagerabutment
- 4141
- erster Abschnitt der Führungsschienenfirst section of guide rails
- 4242
- zweiter Abschnitt der Führungsschienensecond section of the guide rails
- 4343
- Konturierung der FührungsschienenContouring of the guide rails
- 4444
- Blattfeder im zweiten AbschnittLeaf spring in the second section
- 9090
- Betätigungskraft/erste ÖffnungskraftActuating force/first opening force
- 9292
- zweite Öffnungskraftsecond opening force
- 100100
- erstes Formwerkzeugfirst mold
- 110110
- erste formgebende Werkzeugoberflächefirst shaping tool surface
- 120120
- Kernwerkzeugcore tool
- 122122
- Öffnungsabschnittopening section
- 124124
- Kragenabschnittcollar section
- 126126
- ÜberstandGot over
- 200200
- zweites Formwerkzeugsecond molding tool
- 210210
- zweite formgebende Werkzeugoberflächesecond shaping tool surface
- 220220
- Kavitätcavity
- 222222
- oberer Rand der Kavitätupper edge of the cavity
- di.e
- Türdickenmaßdoor thickness dimension
- AA
- Außenbereichoutdoor area
- II
- Innenbereichinterior
Claims (14)
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Cited By (1)
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