DE10360809A1

DE10360809A1 - Sitzschiene

Info

Publication number: DE10360809A1
Application number: DE10360809A
Authority: DE
Inventors: Alexei Dr.-Ing. Vichniakov; Herwig Dr.-Ing. Assler
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-28
Also published as: RU2361755C2; DE502004002947D1; ES2281739T3; US20050156095A1; EP1544105B1; US7207756B2; EP1544105A1; RU2004137058A; ATE354518T1; CA2490556C; CA2490556A1; BRPI0405616A

Abstract

Eine Sitzschiene für die Befestigung von Sitzen in Verkehrsflugzeugen wird von einem oberen Profilelement für die Befestigung der Sitze und einem unteren, mit diesem verbundenen Trägerelement gebildet, wobei diese beiden Elemente aus wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen bestehen und durch eine homogene metallurgische Verbindung miteinander verbunden sind. Insbesondere besteht das obere Profilelement aus einer Titanlegierung, während das untere Trägerelement aus einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung besteht. Ferner weist vorzugsweise wenigstens eines der beiden Elemente im Verbindungsbereich ein sägezahnförmiges Profil auf. Weiterhin ist zwischen den beiden Elementen wenigstens ein folienförmiges Zwischenelement angeordnet, wobei diese Folie aus einem Aluminium- oder Titanwerkstoff bzw. aus einer Nioblegierung besteht. Die Verbindung zwischen den beiden Elementen wird unter einem Anpreßdruck von wenigstens 10 MPa und bei einer Temperatur von wenigstens 50 DEG C erzeugt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sitzschiene für die Befestigung von Sitzen in Verkehrsflugzeugen, bestehend aus einem oberen Profilelement für die Befestigung der Sitze und einem unteren, mit diesem verbundenen Trägerelement.

Die in Verkehrsflugzeugen verwendeten Profilschienen zum Befestigen von Passagiersitzen sind in der Regel genormt, beispielsweise durch die Luftfahrtnorm LN 29 890. Gemeinsam ist diesen Profilschienen, daß auf einem Ω- oder T-förmigen unteren Trägerelement ein C-schienenartiges Profilelement angeordnet ist, dessen nach oben, d.h. in die Kabine, weisende Öffnung zwischen zwei nach innen ragenden Schenkeln abwechselnd aus Bohrungen und Schlitzen besteht.

Entsprechende Befestigungseinrichtungen zum lösbaren Befestigen von Gegenständen, insbesondere von Passagiersitzen, in einer Flugzeug-Sitzschiene mit C-Profil unter Verwendung genormter Sitzschienenabmessungen sind unter anderem aus der DE 42 24 821 A1 bekannt geworden. Weiterhin ist aus der RU 2 136 548 C1 eine Einrichtung für die Befestigung von Passagiersitzen bekannt geworden, bei der kantenförmige Elemente für die Befestigung der Passagiersitzen in der Sitzschiene vorgesehen sind. Schließlich ist auch in der US 6 554 225 B1 eine Anordnung von Sitzschienen in einer Leichtbaufußbodenstruktur in einem Flugzeug beschrieben, bei der die Anordnungsmöglichkeit von T-förmigen Sitzschienen im Fußboden eines Flugzeuges vorgesehen ist.

Die bei diesen bekannten Anordnungen verwendeten Sitzschienen bestehen üblicherweise aus einer hochfesten Aluminiumlegierung, wofür Gewichtsgründe die wesentliche Rolle spielen. Insbesondere die Aluminiumlegierungen aus der Aluminium-Zink-Gruppe, d.h. die sogenannten 7XXX-Legierungen, zeichnen sich durch eine hohe mechanische Festigkeit aus und gelten deshalb als für Sitzschienen, die in einer Flugzeugstruktur sehr hohen mechanischen Belastungen standhalten müssen, besonders geeignete Werkstoffe.

Neben den mechanischen Eigenschaften stellt jedoch auch die Beständigkeit gegen Korrosion eine wesentliche Eigenschaft bei der Auswahl eines geeigneten Werkstoffes für Sitzschienen dar, da der Bereich des Fußbodens in Flugzeugkabinen vielfältigen korrosiven Beanspruchungen ausgesetzt ist. Eine mögliche Maßnahme zur Verhinderung von Korrosion in diesem Bereich besteht in der Verwendung von Zusatzabdeckungen für die Sitzschienen, wie dies aus den US 6 498 297 B2 und US 4 457 701 bekannt geworden ist. Eine weitere Möglichkeit, die Beständigkeit von Sitzschienen gegen Korrosion zu erhöhen, besteht in der Verwendung von korrosionsbeständigen Werkstoffen. So ist es insbesondere bereits bekannt geworden, Sitzschienen aus hochfesten Titanlegierungen, insbesondere aus dem Werkstoff Ti-6Al-4V, herzustellen.

Die Verwendung von Titanlegierungen als Sitzschienenwerkstoff bringt jedoch neben den eindeutigen Vorteilen hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit eine erhebliche Gewichts- und Kostenerhöhung mit sich. So ist eine Sitzschiene aus einer Titanlegierung um etwa 30 Prozent schwerer als eine ähnliche Sitzschiene aus einer hochfesten Aluminiumlegierung. Dadurch kommt es zur einer Gewichtserhöhung für die gesamte Fußbodenstruktur eines Verkehrsflugzeuges um bis zu mehrere hundert Kilogramm. Gleichzeitig stellt die Verwendung von Sitzschienen aus Titanlegierungen eine sehr kostenaufwendige Lösung des Korrosionsproblems dar, da eine solche Titan-Sitzschiene um bis zu einem Faktor 10 teurer als eine konventionelle Sitzschiene aus einer Aluminiumlegierung sein kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sitzschiene der eingangs genannten Art mit ausgezeichneten mechanischen und Korrosionseigenschaften bereitzustellen, die preisgünstig ist und zugleich ein möglichst geringes Gewicht aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Sitzschiene, bei der das Profilelement und das Trägerelement aus wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Vorzugsweise besteht dabei das Profilelement aus einer Titanlegierung, während das Trägerelement aus einer Aluminiumlegierung besteht, und wobei die beiden Elemente durch eine homogene metallurgische Verbindung miteinander verbunden sind.

Durch diese erfindungsgemäß vorgesehene Verwendung eines Verbundes, gebildet von einem oberen Sitzschienenelement für die Befestigung von Sitzen, das aus einer Titanlegierung besteht, und einem unterem Sitzschienenelement aus einer hochfesten Aluminiumlegierung, ist eine deutliche Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit ohne eine zu große Gewichtserhöhung erzielbar. Zugleich ermöglicht diese erfindungsgemäße Lösung eine erhebliche Reduzierung der Kosten für eine derartige korrosionsbeständige Sitzschiene, verglichen mit einer solchen, die vollständig aus einer Titanlegierung besteht.

Die Herstellung der Verbindung zwischen dem aus einer Titanlegierung bestehenden oberen Profilelement und dem unteren Trägerelement aus einer Aluminiumlegierung erfolgt bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bei höheren Temperaturen und unter Anwendung eines Preßdruckes. Dabei können zur Verbesserung der Verbindungsfestigkeit am Profilelement und/oder am Trägerelement in den miteinander zu verbindenden Bereichen jeweils sägezahnförmige Profile vorgesehen sein. Zusätzlich können in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bei der Verbindung der beiden Elemente noch eine oder mehrere dünne Folien aus artgleichen oder artfremden Werkstoffen zwischen diesen beiden Elemente angeordnet werden.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen
1 eine perspektivische Darstellung einer T-förmigen Sitzschiene,
2 einen Schnitt durch die Sitzschiene gemäß 1,
3 eine vergrößerte Detaildarstellung des Bereiches III in der Anordnung gemäß 2 und
4: eine perspektivische Darstellung einer Ω-förmigen Sitzschiene.
Die in den 1 bis 3 dargestellte T-förmige Sitzschiene für die Befestigung von Sitzen in einem Verkehrsflugzeugen besitzt deutlich verbesserte mechanische und korrosive Eigenschaften durch die Verwendung eines bimetallischen Verbundes. Dieser Verbund besteht aus einem oberen C-förmigen Profilelement 1 aus einer Titanlegierung für die Befestigung von Sitzen sowie einem unteren, in diesem Fall T-förmigen Trägerelement 2 aus einer Aluminiumlegierung, wobei die Verbindung zwischen den beiden Elementen 1 und 2 durch eine homogene metallurgische Verbindung erzeugt wird. Bei den verwendeten Werkstoffen handelt es sich jeweils um hochfeste Legierungen, im Fall des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels um die Titanlegierung Ti-6Al-4V sowie um die Aluminiumlegierung AA 7475.
Die in 4 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der vorangehend beschriebenen dahingehend, daß hier ein ebenfalls C-förmiges Profilelement 11 aus einer Titanlegierung auf einem in diesem Fall Ω-förmigen unteren Trägerelement 12 aus einer Aluminiumlegierung angeordnet ist.
Die Herstellung der bimetallischen Sitzschiene erfolgt in beiden Fällen durch Verbinden des oberen C-förmigen Profilelementes 1, 11 mit dem unteren Trägerelement 2, 12 durch die Schaffung einer Diffusionsverbindung über ein Zusammenpressen der beiden Teile bei höheren Temperaturen. Zur Verbesserung der Verbindungsfestigkeit weist dabei, wie insbesondere aus 3 ersichtlich, wenigstens eines der zu verbindenden Elementel, 11, 2, 12, im Fall des in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels beide Elemente 1, 2, in dem zu verbindenden Bereich sägezahnartige Profile 3, 4 auf. Eine weitere Verbesserung der Verbindungsfestigkeit ist durch die Verwendung wenigstens einer dünnen Folie 5 zwischen den beiden zu verbindenden Sitzschienenelementen erzielbar. Als Folienwerkstoff werden dabei in vorteilhafter Weise Aluminium-, Titan- oder Nioblegierungen verwendet. Zur weiteren Gewichtsreduzierung ist es schließlich vorteilhaft, wenn das untere Trägerelement 2, 12 statt aus einer Aluminiumlegierung aus einer ebenfalls hochfesten Magnesiumlegierung besteht.
In all diesen Fällen ist es ferner vorteilhaft, wenn zumindest der unmittelbare Verbindungsbereich der beiden aus Werkstoffen mit unterschiedlichen elektrochemischen Potentialen bestehenden Elemente 1, 11 und 2, 12 durch eine geeignete Isolierung oder Beschichtung vor der unmittelbaren Beaufschlagung durch ein korrosives Medium geschützt wird.

Claims

Sitzschiene für die Befestigung von Sitzen in Verkehrsflugzeugen, bestehend aus einem oberen Profilelement für die Befestigung der Sitze und einem unteren, mit diesem verbundenen Trägerelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilelement (1, 11) und das Trägerelement (2, 12) aus wenigstens zwei unterschiedlichen Werkstoffen bestehen.
Sitzschiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Elemente (1, 11, 2, 12) durch eine homogene metallurgische Verbindung miteinander verbunden sind.
Sitzschiene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Profilelement (1, 11) aus einer Titanlegierung besteht.
Sitzschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (2, 12) aus einer Aluminiumlegierung besteht.
Sitzschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (2, 12) Magnesiumlegierung besteht.
Sitzschiene nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der beiden Elemente (1, 11, 2, 12) im Verbindungsbereich ein Profil (3, 4) aufweist.
Sitzschiene nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Elementen (1, 11, 2, 12) wenigstens eine folienförmiges Zwischenelement (5) angeordnet ist.
Sitzschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (5) aus einem Aluminiumwerkstoff besteht.
Sitzschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (5) aus einem Titanwerkstoff besteht.
Sitzschiene nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (5) aus einer Nioblegierung besteht.
Sitzschiene nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den beiden Elementen (1, 11, 2, 12) unter einem Anpreßdruck von wenigstens 10 MPa erfolgt.
Sitzschiene nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den beiden Elementen (1, 11, 2, 12) bei einer Temperatur von wenigstens 50°C erfolgt.