DE19534031C1 - Anordnung zur Verbindung der Außenhaut der Oberschale mit der Außenhaut der Unterschale eines Flugzeugrumpfes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ver­ bindung der Außenhaut der Oberschale mit der Außenhaut der Unterschale eines Flugzeugrumpfes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Rümpfe moderner Flugzeuge bestehen im allgemeinen aus zwei oder mehreren Schalen, die über in Längsrichtung ange­ ordnete Reihen von Nieten fest miteinander verbunden sind, so daß sie den hohen mechanischen Beanspruchungen bei den heutigen großen Geschwindigkeiten über viele Jahre hinweg Stand halten können. Die beiden Schalen, die über den Niet­ stoß miteinander verbunden sind, werden im weiteren als Oberschale und Unterschale bezeichnet. In diesen einschnit­ tigen Überlappungsbereichen sind zwei, gelegentlich auch mehrere, im Abstand übereinander angeordnete Nietenreihen vorgesehen, wobei jede einzelne Niete sowohl die Außenhaut als auch die Innenhaut von Oberschale bzw. Unterschale durchsetzt.

Bei dem im Inneren des Flugzeugrumpfes üblicherweise herr­ schenden Innendruck muß die dominante Last in Umfangsrich­ tung von beiden Schalen aufgenommen werden, so daß in den beiden Überlappungsbereichen jeweils bei Vorhandensein zweier Nietreihen zwei nahezu gleich kritische anrißgefähr­ dete Hautquerschnitte in Längsrichtung auftreten. Diese kritischen Hautquerschnitte müssen in regelmäßigen Inspek­ tionen auf auftretende Anrisse überprüft werden.

Dabei wird üblicherweise die obere Nietreihe im Überlap­ pungsbereich von der Rumpfaußenseite her visuell überprüft, während die untere Nietreihe vom Inneren des Flugzeugrumpfe aus überprüft werden muß, wobei zu diesem Zweck sowohl die Verkleidung als auch die Isolierung demontiert werden muß; dies erfordert teure und zweitaufwendige Wartungsarbeiten.

Aus der FR-OS 2 489 779 ist eine Anordnung zur Verbindung der Außenhaut der Oberschale mit der Außenhaut der Unter­ schale eines Flugzeugrumpfes bekannt, bei der die Oberscha­ le die Unterschale in einem vorgegebenen Überlappungsbe­ reich außen umgreift und wobei zwei im Abstand voneinander angeordnete Reihen von die beiden Schalen durchsetzenden Nieten vorgesehen sind; auf der Innenseite der Unterschale ist ein Verstärkungsbauteil vorgesehen, dessen Länge im we­ sentlichen gleich der Länge des Überlappungsbereiches ist und dessen oberer Rand im wesentlichen mit dem oberen Rand der Unterschale abschließt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Verbindung der Außenhaut der Oberschale mit der Außen­ haut der Unterschale eines Flugzeugrumpfes zu schaffen, bei der zur Überprüfung der Hautquerschnitte in Längsrichtung auf Rißbildungen die aufwendige Demontage der Verkleidung bzw. der Isolierung entfällt.

Ausgehend von einer Anordnung der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im kennzeich­ nenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen; eine vorteilhafte Ausgestaltung ist im Unteranspruch beschrie­ ben.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird der Vorteil er­ zielt, daß die Inspektion hinsichtlich der Anrißgefährdung der Nietreihen nur von der Außenseite des Flugzeugrumpfes durchgeführt werden muß, da durch die gewählte Anordnung ein Riß eindeutig zuerst an der Außenseite entsteht. Da­ durch wird der Inspektionsaufwand nahezu halbiert; ein ein­ gesetzter Inspektionsroboter kann auf der Außenseite des Rumpfes diesen ohne Behinderung durch Verkleidung und Iso­ lierung frei inspizieren, wobei eine Demontage dieser Bau­ teile völlig entfällt.

Aufgrund geringerer Sekundärbiegespannungen können die In­ spektionsintervalle vergrößert werden, da ein eventuell auftretender Anrißschaden sich langsamer ausbreitet. Die Inspektionsmethode selbst wird erheblich vereinfacht, da diese rein visuell durchgeführt werden kann; aufgrund der reduzierten Nettospannungen der verringerten Anrißempfind­ lichkeit wird ferner die Sicherheit erhöht.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines Flugzeugrumpfes;

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des Überlappungsbereiches zwischen Oberschale und Unterschale; und

Fig. 3 die erfindungsgemäße Anordnung im Bereich des Überlappungsbereiches.

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Teil eines Flugzeugrumpfes besteht aus einer Oberschale 2 und einer Unterschale 1, wobei die Oberschale die Unterschale in einem vorgegebenen Überlappungsbereich B außen umgreift; in diesem Überlappungsbereich sind mindestens zwei im Abstand übereinander angeordnete Reihen von die beiden Schalen durchsetzenden und damit verbindenden Nieten vorgesehen; die Flugrichtung in Fig. 1 ist mit dem Pfeil F bezeichnet.

Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung des in Fig. 1 mit 3 bezeichneten Abschnitts mit dem konventionellen Überlappungsbereich oder Schalenlängsstoß B. Mit 21 ist hierbei die Außenhaut der Oberschale bezeichnet, mit 11 die Außenhaut der Unterschale, mit 4 die obere Nietreihe und mit 5 die untere Nietreihe. Diese beiden Reihen 4, 5 von die beiden Schalen im Überlappungsbereich B durchsetzenden Nieten sind im Abstand übereinander angeordnet und verlaufen in Längsrichtung des Flugzeugrumpfes. Mit 8 und 9 sind dabei die beiden auf Höhe der Nietreihen liegenden anrißgefährdeten Hautquerschnitte bezeichnet, welche die gesamte Umfangslast aufnehmen müssen und durch einen Kerbfaktor der Nietbohrung, die maximale Nettospannung (das heißt den Fehlquerschnitt der Nietbohrungen) und durch die Sekundärbiegung aus dem Versatz der Schalen beeinträchtigt werden; dabei bedeutet 8 den gefährdeten Querschnitt außen und 9 den gefährdeten Querschnitt innen.

Üblicherweise ist bei dieser herkömmlichen Anordnung zur Verbindung von Oberschale und Unterschale bei der regelmäßigen Inspektion auf mögliche Rißbildung die durch den Pfeil Va bezeichnete Außenprüfung der Position 8 erforderlich, sowie nach Demontage von Verkleidung bzw. Isolierung, die durch den Pfeil Vi bezeichnete Innenprüfung an der Position 9. Es ist klar, daß dies einen erheblichen Aufwand für den Ausbau der Inneneinrichtung des Flugzeugrumpfes erfordert.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß, wie in Fig. 3 dargestellt, auf der Innenseite der Unterschale 11 eine Voranschlußlasche 6, oder auch ein Stringer, vorgesehen ist, deren Länge im wesentlichen gleich der Länge des Überlappungsbereichs B zwischen Außenschale und Unterschale ist, deren oberer Rand im wesentlichen mit dem oberen Rand der Unterschale abschließt, deren Breite b größer ist als diejenige des Überlappungsbereiches B, und die mindestens drei im Abstand übereinander angeordnete Reihen 4, 5, 7 von Nieten aufweist, wobei die Nieten der untersten Reihe 7 die Voranschlußlasche 6 und die Unterschale 11 und die Nieten der beiden obersten Reihen 4, 5, die Voranschlußlasche 6, die Unterschale 11 und die Oberschale 21 durchsetzen und miteinander verbinden.

Diese Voranschlußlasche 6 weist vorzugsweise einen L-förmigen Querschnitt auf, wobei sich der Quersteg 1 des L im Bereich der Unterschale 11 befindet und sich in Richtung des Flugzeuginneren hin erstreckt.

Eine derartige Anordnung zur Verbindung der Außenhaut 21 der Oberschale mit der Außenhaut 11 der Unterschale bietet nicht nur eine erhebliche mechanische Verstärkung, sondern ermöglicht es auch, daß die anrißgefährdeten Hautquerschnitte 8′ von außerhalb des Flugzeugrumpfes überprüft werden können, wie es durch die beiden Pfeile Va und V′a angedeutet ist. Damit entfällt aber die aufwendige Demontage der Innenverkleidung und der Isolation bei gleichzeitiger Verringerung der Sekundärbiegespannung, der Nettospannungen und der Anrißempfindlichkeit.

An Stelle von drei Reihen von Nieten 4, 5, 7 können auch mehrere im Abstand übereinander angeordnete Nietreihen vorgesehen sein.

Vorteilhafterweise wird die Dicke der Voranschlußlasche ähnlich derjenigen der Außenhäute gewählt, wobei bei Ausbildung der Voranschlußlasche als Stringer eine erhöhte Drillsteifigkeit des Überlappungsbereiches mit reduzierter Sekundärbiegung bewirkt, wodurch die Nettospannung im kritischen Bereich noch weiter reduziert wird, was zu einer erhöhten Lebensdauer führt.

Claims (2)

1. Anordnung zur Verbindung der Außenhaut der Oberschale mit der Außenhaut der Unterschale eines Flugzeugrumpfes, wobei die Oberschale die Unterschale in einem vorgegebenen Überlap­ pungsbereich außen umgreift und wobei in diesem Überlappungs­ bereich mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete Reihen von die beiden Schalen durchsetzenden Nieten vorgese­ hen sind und auf der Innenseite der Unterschale eine Voran­ schlußlasche vorgesehen ist, deren Länge im wesentlichen gleich der Länge des Überlappungsbereiches ist und deren obe­ rer Rand im wesentlichen mit dem oberen Rand der Unterschale abschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Voran­ schlußlasche (6) größer ist als diejenige des Überlappungsbe­ reiches und daß sie mindestens drei im Abstand übereinander angeordnete Reihen (4, 5, 7) von Nieten dergestalt aufweist, daß die Nieten der untersten Reihe die Voranschlußlasche (6) und die Außenhaut der Unterschale und die Nieten der beiden obersten Reihen die Voranschlußlasche 6, die Außenhaut der Un­ terschale und die Außenhaut der Oberschale miteinander ver­ binden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Voranschlußlasche L-förmig ist, und daß sich der Quersteg (1) des L im Bereich der Unterschale zum Inneren des Flugzeugrumpfes hin erstreckt.