DE19639915A1 - High temperature insulation system - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Dämmsystem, insbesondere für den Schutz von Flugzeugbauteilen gegen Brandeinwirkung, mit Schottelementen zur Bildung eines Brandschotts aus Metall, Isolationsmaterial aufweisenden Dämmelementen zur Bildung ei ner in Brandeinwirkungsrichtung vor dem Brandschott angeord neten Dämmabschirmung, und jeweiligen Abdeckungen für die Dämmelemente aus Blech oder Folienmaterial.The invention relates to an insulation system, in particular for the Protection of aircraft components against fire, with Bulkhead elements for the formation of a fire bulkhead made of metal, Insulating elements with insulation material to form egg arranged in front of the fire bulkhead in the direction of fire neten insulation shield, and respective covers for the Insulation elements made of sheet metal or foil material.
In modernen Flugzeugkonstruktionen werden immer häufiger auch für tragende Baugruppen, wie z. B. Rumpfspanten, leichte Mate rialien wie Aluminium oder Kohlefaserverbundwerkstoffe einge setzt. Bauteile aus solchen Materialien halten z. B. von Triebwerksbränden ausgehenden Flamm- und Hitzeeinwirkungen nicht in ausreichendem Maße stand, und es müssen Maßnahmen zum Schutz der betreffenden Bauteile gegen Brandeinwirkung getroffen werden.In modern aircraft designs, too, are becoming increasingly common for load-bearing assemblies, such as B. hull frames, light mate materials such as aluminum or carbon fiber composites puts. Components made of such materials hold z. B. from Engine fires from flame and heat effects did not stand sufficiently and measures must be taken to protect the relevant components against the effects of fire to be hit.
Bei einem bisher zu diesem Zweck verwendeten Dämmsystem wird vor dem zu schützenden Bauteil zunächst ein Brandschott aus Schottelementen errichtet, wobei als Schottelemente vorzugs weise Stahl- oder Titanblechplatten verwendet werden. Nach Errichtung des Brandschotts wird auf dem Brandschott eine Dämmabschirmung angebracht, welche aus einzelnen, Lagen aus Isolationsmaterial aufweisenden Dämmelementen zusammengesetzt wird. Die Dämmelemente sind beidseitig mit einer Folie aus Edelstahl, Titan oder metallbeschichtetem Kunststoff verklei det, wobei die Isolationsmateriallage in dem Folienmaterial eingeschlossen ist.In an insulation system previously used for this purpose First fire a bulkhead in front of the component to be protected Bulkhead elements erected, preferred as bulkhead elements wise steel or titanium sheet plates are used. After The fire bulkhead will be erected on the fire bulkhead Insulation shield attached, which consists of individual, layers Insulation elements comprising insulation material becomes. The insulation elements are covered on both sides with a film Stainless steel, titanium or metal-coated plastic det, the insulation material layer in the film material is included.
Zur Montage einer solchen bekannten Dämm-/Schottabschirmung müssen also das Brandschott und die Dämmabschirmung aufeinan derfolgend montiert werden, wobei in bezug auf Vorkehrungen zur Befestigung der Schott- und Dämmelemente an z. B. mit dem abzuschirmenden Bauteil verbundenen Trägerteilen jeweils in bezug auf die Trägerteile, die Schottelemente und die Dämme lemente bestimmte Fertigungstoleranzen einzuhalten sind. Die flexiblen Dämmelemente müssen darüber hinaus an verhältnismä ßig vielen Stellen befestigt sein, um eine ausreichende Festigkeit der Brandschutzabdeckung auch bei Vibrationseinwir kungen zu gewährleisten.For mounting such a known insulation / bulkhead shielding So the fire bulkhead and the insulation shield must be on top of each other to be assembled as follows, taking precautions for fastening the bulkhead and insulation elements to e.g. B. with the component to be shielded connected carrier parts each in with regard to the support parts, the bulkhead elements and the dams certain manufacturing tolerances must be observed. The flexible insulation elements must also in relation to be attached to a sufficient number to ensure sufficient Strength of the fire protection cover even when exposed to vibrations to ensure kungen.
Die vorliegende Erfindung schafft gegenüber diesem Stand der Technik ein verbessertes Dämmsystem, das dadurch gekennzeich net ist, daß jeweils ein Schottelement, ein Dämmelement und eine Blech-/Folienabdeckung unter Einschluß des Dämmelements zwischen dem Schottelement und der Blech-/Folienabdeckung in einem Dämm-/Schottelemente als Bauelement für eine Brand schutzabdeckung integriert sind.The present invention provides over this state of the Technology an improved insulation system, which is characterized by net is that a bulkhead element, an insulation element and a sheet / foil cover including the insulation element between the bulkhead element and the sheet / foil cover in an insulation / bulkhead element as a building element for a fire protective cover are integrated.
Durch diese Erfindungslosung wird der zur Errichtung der oben beschriebenen Brandschutzabdeckungen erforderliche Montage aufwand wesentlich verringert, indem lediglich die integrier ten Dämm-/Schottelemente zu einer Schutzwand zusammengesetzt zu werden brauchen. In bezug auf Vorkehrungen zur Befesti gung, wie z. B. Befestigungslöcher, brauchen Fertigungstole ranzen nicht mehr jeweils getrennt für Schott- und Dämmele mente eingehalten zu werden, wodurch sich die Fertigungsko sten für das Dämmsystem verringern. Die integrierten Dämm-/ Schottelemente sind sehr stabil, wobei insbesondere durch den Einschluß des Dämmelements zwischen der Blech-/Folienab deckung und dem Schottelement durch die Flexibilität des Däm melements bedingte Festigkeitsprobleme gelöst sind. Durch das erfindungsgemäße Dämmsystem ergeben sich darüber hinaus Ge wichtsvorteile, indem gegenüber dem Dämmsystem nach dem Stand der Technik eine Folienlage entfällt, d- die Dämmelemente nicht mehr beidseitig sondern nur einseitig mit der Blech-/Folien abdeckung zu versehen sind. Through this invention, the one for the establishment of the above described fire protection covers required assembly cost significantly reduced by only integrating th insulation / bulkhead elements put together to form a protective wall need to be. Regarding mounting arrangements supply such. B. mounting holes, need manufacturing poles satchels are no longer separate for bulkheads and insulation elements to be complied with, which increases the manufacturing co reduce for the insulation system. The integrated insulation / Bulkhead elements are very stable Inclusion of the insulation element between the sheet / foil cover and the bulkhead element due to the flexibility of the insulation strength problems caused by melements have been solved. By the insulation system according to the invention also result in Ge weight advantages by compared to the insulation system according to the state the technology eliminates a film layer, d- the insulation elements no longer on both sides but only on one side with the sheet / foil cover must be provided.
Je nach Schutzanforderung oder/und maximal zulässigem Gewicht der Brandschutzabdeckung werden vorzugsweise Schottelemente aus Titan oder Edelstahl verwendet. Ebenso kann als Material für die Blech-/Folienabdeckung Titan oder Edelstahl, insbe sondere Chrom-Nickel-Stahl, verwendet werden.Depending on the protection requirement and / or the maximum permissible weight the fire protection cover is preferably bulkhead elements made of titanium or stainless steel. Likewise, as a material for the sheet / foil cover titanium or stainless steel, esp special chrome-nickel steel can be used.
Als Isolationsmaterial kommen z. B. keramische Faserwerkstof fe, insbesondere auf der Basis von Al2O3-SiO2, in Betracht. Darüber hinaus kann als Isolationsmaterial ein flexibler, mi kroporöser Dämmstoff, insbesondere auf der Basis von SiO2, verwendet werden.As insulation material such. B. ceramic fiber material, in particular based on Al 2 O 3 -SiO 2 , into consideration. In addition, a flexible, micro-porous insulation material, in particular based on SiO 2 , can be used as insulation material.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Dämmelemente zwischen einander gegenüberliegenden Lagen aus Glasfasergewebe eingeschlossen, wobei die Glasfasergewebela gen miteinander unter Bildung von Einschlußsektionen für das Isolationsmaterial vernäht sind. Insbesondere durch die Auf teilung in Einschlußsektionen ist auch bei starken Vibrati onseinwirkungen gewährleistet, daß sogar pulverförmiges Iso lationsmaterial an Ort und Stelle gehalten wird und damit ho mogen über die Dämmabschirmung verteilt bleibt.In a preferred embodiment of the invention, the Insulation elements between opposite layers Glass fiber fabric included, with the glass fiber fabric with each other to form inclusion sections for the Insulation material is sewn. In particular through the up Division into inclusion sections is also with strong vibrati effects ensures that even powdered Iso lations material is kept in place and thus ho may remain distributed over the insulation shield.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Blech- /Folienabdeckung und das Schottelement an deren Außenrändern miteinander, vorzugsweise durch eine durchgehend umlaufende Naht, verschweißt. Bei zum Verschweißen ungeeigneten Materi alkombinationen für Schott und Abdeckung können die Blech- /Folienabdeckung und das Schottelement durch ein Fügeverfah ren, insbesondere durch Falzen oder Nieten, verbunden werden.In a further preferred embodiment, the sheet metal / Foil cover and the bulkhead element on the outer edges with each other, preferably by a continuous circumferential Seam, welded. In the case of materials unsuitable for welding combinations of bulkhead and cover can / Foil cover and the bulkhead element by a joining process ren, especially by folding or riveting.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Schott element als Blechplatte ausgebildet und das Dämmelement ist gegenüber dem Rand der Blechplatte zurückversetzt, wobei die Blech-/Folienabdeckung gegen den Rand des Dämmelements ange legt und mit der Blechplatte unter Bildung einer der Rückver setzung entsprechenden Randabstufung des integrierten Dämm-/ Schottelements verbunden ist. Durch diese Rückversetzung des Dämmelements steht am Rand des Dämm-/Schottelements genügend Platz für eine Verbindung der Blech-/Folienabdeckung mit dem Schottelement zur Verfügung, so daß z. B. die Blech-/Folien abdeckung auf einer genügenden Länge um den Rand des Schott elements herum umgefalzt werden kann.In a further preferred embodiment, the bulkhead is element designed as a sheet metal plate and the insulation element set back against the edge of the sheet metal plate, the Sheet / foil cover against the edge of the insulation element puts and with the sheet metal plate forming one of the rever setting corresponding edge gradation of the integrated insulation / Schott element is connected. By resetting the There is sufficient insulation element on the edge of the insulation / bulkhead element Space for a connection of the sheet / foil cover with the Bulkhead element available, so that, for. B. the sheet / foil cover to a sufficient length around the edge of the bulkhead elements can be folded around.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das integrierte Dämm-/Schottelement eine über seinen Rand hinaus vorstehende Überlappungsfolie zur Ab deckung des Stoßbereichs zu einem benachbarten Dämm- /Schottelement aufweist. Durch diese vorzugsweise mit der Blech-/Folienabdeckung verschweißte Überlappungsfolie ist im Stoßbereich, wo aus Gründen der Wärmeausdehnung Stoßfugen zu belassen sind, eine zusätzliche Abschirmwirkung gegeben. Ins besondere erstreckt sich diese Überlappungsfolie wenigstens über die Breite einer zwischen benachbarten Dämm-/Schottele menten im wesentlichen durch deren Randabstufungen gebildeten Rille.In a further advantageous embodiment of the invention be provided that the integrated insulation / bulkhead element a Overlap film protruding beyond its edge coverage of the joint area to an adjacent insulation / Bulkhead element. Through this preferably with the Sheet / foil cover welded overlap foil is in the Butt area where butt joints due to thermal expansion are left, an additional shielding effect is given. Ins this overlap film at least extends in particular across the width of an adjacent insulation / bulkhead elements formed essentially by their marginal gradations Groove.
Zur weiteren Dämmwirkung trägt darüber hinaus eine zwischen benachbarten Dämm-/Schottelementen angeordnete Keramikfaser dichtung bei, die insbesondere als Strang ausgebildet ist. Dabei ist der Querschnitt des Strangs vorzugsweise entspre chend der durch die Randabstufung ausgebildeten Rille vorge sehen. Durch eine solche flexible Keramikfaserdichtung kann auch bei sich durch Wärmeausdehnung ändernden Stoßfugenbrei ten eine wirksame Dämmung in den Stoßbereichen der integrier ten Dämm-/Schottelemente erreicht werden.In addition to the further insulation effect contributes between Ceramic fiber arranged adjacent insulation / bulkhead elements seal, which is designed in particular as a strand. The cross section of the strand is preferably the same chend the groove formed by the edge gradation see. Such a flexible ceramic fiber seal can also in the case of butt joints that change due to thermal expansion effective insulation in the joints of the integrated th insulation / bulkhead elements can be achieved.
Zur weiteren Erhöhung des Integrationsgrades des Dämmungssy stems kann die Keramikfaserdichtung vorteilhaft mit dem Dämm- /Schottelement verbunden, sein, wobei ein verwendeter Dich tungsstrang mit dem Dämm-/Schottelement insbesondere über we nigstens ein den Dichtungsstrang übergreifendes Folienband verbunden sein kann. Vorteilhaft ist das Folienband an einem Ende mit dem Rand des Dämm-/Schottelements und am anderen En de mit der Überlappungsfolie verschweißt. Alternativ kann der Dichtungsstrang durch die Überlappungsfolie in der Randabstu fung eingeklemmt sein. Durch Verwendung solcher, die Keramik faserdichtung bereits enthaltender Bauelemente kann der Mon tageaufwand zur Errichtung einer Dämmung weiter verringert werden.To further increase the degree of integration of the insulation system The ceramic fiber seal can advantageously be / Schottelement connected, being a used you line with the insulation / bulkhead element, in particular via we at least a foil strip overlapping the sealing strip can be connected. The film tape is advantageous on one End with the edge of the insulation / bulkhead element and at the other end de welded to the overlap film. Alternatively, the Sealing strand through the overlap film in the edge abutment be trapped. By using such, the ceramic fiber seal of components already included, the Mon daily effort for installing insulation was further reduced will.
Vorzugsweise ist die Blech-/Folienabdeckung mit einer Venti lationsöffnung versehen, über die bei Verwendung der inte grierten Dämm-/Schottelemente in Flugzeugen ein Luftdruckaus gleich erfolgen kann. Diese Ventilationsöffnung kann zweckmä ßig vergittert sein, um eine Auswaschung von Fasern des Iso lationsmaterials zu verhindern. Über die Vergitterung hinaus oder als alleinige Maßnahme kann zu diesem Zweck über der Ventilationsöffnung eine Abdeckung vorgesehen werden, wobei nur ein schmaler Öffnungsschlitz zwischen der Abdeckung und der Blech-/Folienabdeckung verbleibt.The sheet / foil cover is preferably provided with a vent lation opening through which when using the inte the insulation / bulkhead elements in airplanes can be done immediately. This ventilation opening can expediently be latticed to wash out fibers of the iso to prevent lation material. Beyond the bars or as the sole measure for this purpose, via the Ventilation opening a cover can be provided, wherein only a narrow opening slit between the cover and the sheet / foil cover remains.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfin dung gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further advantageous design options of the Erfin dung emerge from the subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele bezie henden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Es zei gen:The invention is now based on exemplary embodiments and the enclosed, refer to these embodiments existing drawings explained and described. It shows gene:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für ein integriertes Dämm-/ Schottelement gemäß der vorliegenden Erfindung; Figure 1 shows an embodiment of an integrated insulation / bulkhead element according to the present invention.
Fig. 2 eine aus Dämm-/Schottelementen nach der vorliegenden Erfindung zusammengesetzte Brandschutzabdeckung; . Figure 2 is a of insulating / bulkhead elements composite according to the present invention fire protection cover;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen inte grierten Dämm-/Schottelements in dessen Randbereich gemäß der Linie A-A von Fig. 2; Fig. 3 is a sectional view of an integrated insulation / bulkhead element according to the invention in the edge region along the line AA of Fig. 2;
Fig. 4 eine Befestigungsstelle eines erfindungsgemäßen Dämm-/Schottelements an einem mit einem zu schützen den Bauteil verbundenen Trägerteil in einer Schnitt ansicht gemäß Linie B-B von Fig. 2; . Figure 4 shows a fastening point of a insulating / Schott element of the invention in an associated with a protect the member support part in a sectional view according to line BB of Fig. 2;
Fig. 5 die Befestigungsstelle von Fig. 4 in einer zu der Schnittansicht von Fig. 4 senkrechten Schnittansicht; FIG. 5 shows the attachment point of FIG. 4 in a sectional view perpendicular to the sectional view of FIG. 4;
Fig. 6 eine Schnittansicht einer Stoßstelle zwischen in der Dämmwand von Fig. 2 aneinanderstoßenden erfindungsge mäßen Dämm-/Schottelementen gemäß Linie C-C von Fig. 2, die zwischen den aneinanderstoßenden Dämm-/Schott elementen angeordneten Keramikfaserdichtungen; und Fig. 6 is a sectional view of a joint between in the insulation wall of Fig. 2 butting fiction, contemporary insulation / bulkhead elements according to line CC of Fig. 2, the ceramic fiber seals arranged between the butting insulation / bulkhead elements; and
Fig. 7 eine zu der Ansicht von Fig. 6 ähnliche Darstellung mit einer zu den Keramikfaserdichtungen von Fig. 6 alternativen Keramikfaserdichtung. Fig. 7 is a view similar to the view of Fig. 6 with an alternative to the ceramic fiber seals of Fig. 6 ceramic fiber seal.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein aus einer Titan blechplatte 13 hergestelltes Schottelement bezeichnet, das in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Rechteckform aufweist. Anstelle dieser Rechteckform könnte die Blechplatte jede be liebige Form entsprechend den Erfordernissen des abzuschir menden Bauteils aufweisen. Die Verwendung eines Titanschotts ermöglicht bei geringem Gewicht einen wirksamen Schutz gegen den Durchschlag von Flammen. Je nach Anforderungen an eine herzustellende Dämmung könnte das Schott auch aus einem ande ren Material, wie z. B. Edelstahl, hergestellt sein.In Fig. 1, the reference numeral 1 designates a sheet metal plate 13 made of a bulkhead element, which has a rectangular shape in the embodiment shown. Instead of this rectangular shape, the sheet metal plate could be any shape according to the requirements of the component to be shielded. The use of a titanium bulkhead enables effective protection against the penetration of flames with a low weight. Depending on the requirements for an insulation to be produced, the bulkhead could also be made of another material, such as, for. B. stainless steel.
Mit dem Bezugszeichen 2 ist in Fig. 1 eine Titanfolie be zeichnet, die, wie später anhand von Fig. 3 noch näher erläu tert wird, mit der Titanblechplatte 13 durch eine um deren Rand umlaufende Falzverbindung verbunden ist.The reference numeral 2 1 a titanium foil is shown in Fig. Draws be, which, as later with reference to Fig. 3 is tert erläu more detail, is connected with the titanium metal plate 13 by a circumferential edge thereof to seam joint.
Zwischen der Titanblechplatte 13 und der Titanfolie 2 ist ein Dämmelement 3 eingeschlossen. Das Dämmelement 3 besitzt eine Ausdehnung derart, daß es gegenüber den Rändern der Titan blechplatte 13 etwas zurückversetzt ist so daß durch Anlage der Titanfolie 2 gegen den Dämmlagenrand und die Falzverbin dung der Titanfolie 2 mit der Titanblechplatte 13 eine umlau fende Randstufe 4 gebildet ist. Durch diese Rückversetzung steht am Rand der Titanblechplatte 13 genug Falzbreite zur Verfügung, um eine ausreichend stabile Verbindung zwischen der Titanblechplatte 13 und der Titanfolie 2 durch Falzen herstellen zu können.An insulating element 3 is enclosed between the titanium sheet plate 13 and the titanium foil 2 . The insulating element 3 has an extent such that it is set back somewhat relative to the edges of the titanium sheet plate 13 so that a umlau fende edge step 4 is formed by the titanium foil 2 against the edge of the insulation layer and the Falzverbin connection of the titanium foil 2 with the titanium sheet plate 13 . As a result of this setback, enough rebate width is available at the edge of the titanium sheet plate 13 in order to be able to produce a sufficiently stable connection between the titanium sheet plate 13 and the titanium foil 2 by folding.
Die Dämmlage 3 enthält in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Isolationsmaterial, das durch ein mikroporöses Pulver auf SiO2-Basis gebildet und unter der Handelsbezeichnung MINILEIT erhältlich ist. Das pulverförmige Isoliermaterial ist zwi schen gegenüberliegenden Gewebelagen aus Glasfasermaterial eingeschlossen, wobei die Gewebelagen unter Bildung von Ein schlußsektionen 5 miteinander vernäht sind. Durch diese sek tionsweise Abnähung der Gewebemateriallagen wird das pulver förmige Isolationsmaterial an Ort und Stelle gehalten und bleibt auch bei starken Vibrationseinwirkungen gleichmäßig über die Fläche des gezeigten Dämm-/Schottelements verteilt.In the exemplary embodiment shown, the insulation layer 3 contains an insulation material which is formed by a microporous powder based on SiO 2 and is available under the trade name MINILEIT. The powdery insulating material is enclosed between opposing fabric layers made of glass fiber material, the fabric layers being sewn together to form a closing section 5 . Through this section-wise sewing of the fabric material layers, the powdered insulation material is held in place and remains evenly distributed over the surface of the insulation / bulkhead element shown, even with strong vibrations.
In der Titanfolie 2 ist etwa im Mittenbereich des Dämm-/ Schottelements eine Ventilationsöffnung 6 vorgesehen. Über dieser im gezeigten Ausführungsbeispiel vergitterten Ventila tionsöffnung 6 ist ein teilweise geschnitten dargestelltes Abdeckblech 7 vorgesehen, wobei lediglich eine die Verbindung zwischen der Außenumgebung und der vergitterten Ventilati onsöffnung 6 gewährleistende Randschlitzöffnung 8 belassen ist. Die Ventilationsöffnung 6 dient - bei Einbau des gezeig ten Bauelements in ein Flugzeug - zum Druckausgleich. Sowohl die Vergitterung, die durch ein feines, auf der Innenseite des Bauelements hinter der Titanfolie 2 angeordnetes Gitter gebildet ist, als auch die Blechabdeckung 7 tragen dazu bei, daß es durch ein- und austretende Luftströmungen nicht zu ei ner Auswaschung des Isolationsmaterials kommt.A ventilation opening 6 is provided in the titanium foil 2 approximately in the central region of the insulation / bulkhead element. Above this, in the illustrated embodiment VENTILA barred tion opening 6 is a partially cut shown cover plate 7 is provided with only a connection between the external environment and the ventilation systems for a latticed onsöffnung 6 ensuring edge slot opening is left. 8 The ventilation opening 6 serves - when installing the component shown in an aircraft - for pressure equalization. Both the grating, which is formed by a fine, arranged on the inside of the component behind the titanium foil 2 , as well as the sheet metal cover 7 contribute to the fact that there is no washout of the insulation material due to incoming and outgoing air currents.
Wie bei 9 angedeutet ist, weist die Titanfolie 2 eine durch Vertiefungen gebildete Prägung auf, die zur Stabilität des gezeigten Dämm-/Schottelements beiträgt, indem durch diese Prägung einerseits die Titanfolie 2 versteift wird und indem durch die Vertiefungen gebildete, gegen die Dämmlage 3 nach innen vorstehende Noppen andererseits eine sichere Halterung der eingeschlossenen Dämmlage 3 innerhalb des Dämm- /Bauelements gewährleisten.As indicated at 9 , the titanium foil 2 has an embossment formed by depressions, which contributes to the stability of the insulation / bulkhead element shown, by stiffening the titanium foil 2 on the one hand by this embossing and by the depressions formed against the insulation layer 3 The protruding knobs on the other hand ensure a secure mounting of the enclosed insulation layer 3 within the insulation / component.
Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen, wo eine aus integrier ten Dämm-/Schottelementen zusammengesetzte Brandschutzabdeckung für einen Rumpfspant eines Flugzeugs mit im Rumpfange ordneten Triebwerken gezeigt ist. Die Dämmung schützt den Rumpfspant gegen Brandeinwirkung aus dein Triebwerksraum und weist Dämm-/Schottelemente 1a-1e auf, die entsprechend den räumlichen Erfordernissen gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten rechteckigen Dämm-/Schottelement unterschiedliche Umrisse aufweisen. Die Dämm-/Schottelemente 1b-1e grenzen an eine Lufteinlaßöffnung 10 an, über die einem in Strömungsrichtung hinter der Öffnung liegenden Triebwerk Luft zugeführt werden kann. Mit den Kreuzzeichen + sind, beispielhaft für die Dämm- /Schottelementen 1b, 1c und 1d, Befestigungsstellen zu deren Befestigung bezeichnet, an denen diese Dämm-/Schottelemente mit in der Fig. 1 nicht-sichtbaren Trägerteilen verbunden sind, die ihrerseits an dem zu schützenden Rumpfspant ange bracht sind. Die Dämm-/Schottelemente 1c und 1d weisen Durch brüche für von dem Rumpfspant vorstehende, hier nicht näher zu beschreibende Teile 11 und 12 auf. Reference is now made to FIG. 2, where a fire protection cover composed of integrated insulation / bulkhead elements for a fuselage frame of an aircraft with engines arranged in the fuselage is shown. The insulation protects the fuselage bulkhead against fire from your engine room and has insulation / bulkhead elements 1 a - 1 e, which have different outlines in accordance with the spatial requirements compared to the rectangular insulation / bulkhead element shown in FIG. 1. The insulation / bulkhead elements 1 b- 1 e adjoin an air inlet opening 10 via which air can be supplied to an engine located behind the opening in the direction of flow. The cross sign +, are exemplary of the insulating / bulkhead elements 1 b, 1 c and 1 d, designated mounting points for their attachment where these insulating / Schott elements are connected to non-visible in FIG. 1 support parts, which in turn are attached to the fuselage frame to be protected. The insulation / bulkhead elements 1 c and 1 d have breakthroughs for protruding from the fuselage frame, parts 11 and 12 not described here.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, wo beispielhaft für alle Randbereiche der Dämm-/Schottelemente 1a-1e ein Randbe reich des Dämm-/Schottelements 1d gemäß dem in Fig. 2 gezeig ten Schnitt A-A dargestellt ist.Reference is now made to FIG. 3, where an edge area of the insulation / partition element 1 d according to the section AA shown in FIG. 2 is shown as an example for all edge regions of the insulation / bulkhead elements 1 a- 1 e.
Zwischen einer als Schottelement dienenden Titanblechplatte 13d und einer Titanfolie 2d ist eine Dämmlage 3d eingeschlos sen. Die Titanfolie 2d weist eine Prägung mit Vertiefungen 9d auf. Die Dämmlage 3d ist mit einander gegenüberliegenden Glasfasergewebelagen 14 und 15 versehen, die durch Nähte, von denen in Fig. 3 die Nähte 16 und 17 sichtbar sind, miteinan der verbunden sind. Durch die Nähte sind mit Isolationsmate rial gefüllte Sektionen gebildet, die durch das anhand von Fig. 1 beschriebene Isolationsmaterial ausgefüllt sind.Between a serving as a bulkhead titanium sheet 13 d and a titanium foil 2 d, an insulation layer 3 d is enclosed. The titanium foil 2 d has an embossing with depressions 9 d. The insulation layer 3 d is provided with opposing glass fiber layers 14 and 15 , which are connected by seams, of which the seams 16 and 17 are visible in FIG . Sections filled with insulation material are formed by the seams, which are filled by the insulation material described with reference to FIG. 1.
Mit dem Bezugszeichen 18 ist in Fig. 3 eine Falzverbindung zwischen der Titanblechplatte 13d und der Titanfolie 2d be zeichnet. Indem die Dämmlage 3d gegenüber dem Rand der Titan blechplatte 18d zurückversetzt ist, steht genügend Platz für die Falzverbindung zur Verfügung, so daß einander gegenüber liegende Falzschenkel 19 und 20 der Titanfolie 2d in ausrei chender Breite gebildet werden können. Anstelle der Falzver bindung könnte auch eine Schweißverbindung durch eine z. B. durchgehend umlaufende oder gepunktete Naht oder eine Verbin dung durch ein anderes Fügeverfahren, wie z. B. Nieten oder ein sogenanntes Tog-L-Log-Verfahren, zwischen der Titanfolie 2d und der Titanblechplatte 13d hergestellt sein.With the reference numeral 18 in Fig. 3, a seam connection between the titanium sheet 13 d and the titanium foil 2 d be distinguished. By the insulation layer 3 d is set back from the edge of the titanium plate 18 d, there is enough space for the fold connection available so that mutually opposite fold legs 19 and 20 of the titanium foil 2 d can be formed in sufficient width. Instead of the Falzver connection could also be a welded connection by a z. B. continuous or dotted seam or a connec tion by another joining method, such as. B. rivets or a so-called Tog-L-log process, between the titanium foil 2 d and the titanium sheet plate 13 d.
Es wird nun auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen, wobei in Fig. 4 beispielhaft für alle Befestigungsstellen eine Befe stigungsstelle gemäß dem Schnitt B-B für das Dämm-/Schottele ment 1d von Fig. 2 gezeigt ist. Reference is now made to FIGS. 4 and 5, wherein in FIG. 4 an attachment point according to the section BB for the insulation / Schottele element 1 d of FIG. 2 is shown as an example for all attachment points.
An der Befestigungsstelle weist das Dämm-/Schottelement 1d eine Vertiefung 21 auf, die koaxial zu einer Befestigungsöff nung 22 des Dämm-/Schottelements 1d angeordnet ist. Die Ver tiefung 21 ist dadurch gebildet, daß die Dämmlage 3d gegen über der Öffnung 22 zurückversetzt ist. Die Titanfolie 2d ist um den Öffnungsrand der Öffnung 22 herum mit der Titanblech platte 13d in ähnlicher Weise durch eine Falzverbindung ver bunden, wie sie gemäß Fig. 3 zwischen der Folie 2d und der Titanblechplatte 13d am Rand des Dämm-/Schottelements 1d her gestellt ist.At the fastening point, the insulation / bulkhead element 1 d has a recess 21 which is arranged coaxially to a fastening opening 22 of the insulation / bulkhead element 1 d. The Ver recess 21 is formed in that the insulation layer 3 d is set back against the opening 22 . The titanium foil 2 d is around the opening edge of the opening 22 with the titanium sheet plate 13 d in a similar manner by a rabbet connection, as shown in FIG. 3 between the sheet 2 d and the titanium sheet plate 13 d at the edge of the insulation / bulkhead element 1 d is made.
Mit der Bezugszahl 23 ist in Fig. 4 ein Befestigungswinkel mit Schenkeln 28 und 29 bezeichnet, dessen Schenkel 28 über Niete 24 und 25 mit einem von dem im übrigen nicht gezeigten Rumpfspant vorstehenden Steg 26 verbunden ist. Zwischen dem Schenkel 28 und dem Steg 26 ist eine Lage 27 aus einem Isola tionsmaterial angeordnet. Auf dem Schenkel 29 ist eine Rast halterung 31 mit einer zweischenkeligen Rastfeder 32 am Aus gang einer in dem Schenkel 29 angebrachten Bohrung 30 vorge sehen. Die Rasthalterung 31 ist an dem Schenkel 29 über Niete 33 und 61 befestigt. Durch die Öffnung 22 des Dämm-/Schott elements 1d und die Bohrung 30 in dem Schenkel 29 ist ein Be festigungsknopf 34 mit einem Kopfteil 35 und einem Stiftteil 36 geführt. Der Stiftteil 36 weist an einem Ende eines koni schen Spitzenteils 37 vorgesehene tangentiale Rastnuten 38 und 39 für die Schenkel der Rastfeder 32 auf. Der Kopf 35 des Befestigungsknopfs 34 ist mit einem Schraubendrehereingriff schlitz 40 versehen.The reference number 23 in FIG. 4 denotes a fastening angle with legs 28 and 29 , the leg 28 of which is connected via rivets 24 and 25 to a web 26 projecting from the fuselage frame (not shown in the rest). Between the leg 28 and the web 26 , a layer 27 of an insulating material is arranged. On the leg 29 is a locking bracket 31 with a two-legged detent spring 32 on the output from a hole 30 provided in the leg 29 see easily. The locking bracket 31 is attached to the leg 29 via rivets 33 and 61 . Through the opening 22 of the insulation / Schott element 1 d and the bore 30 in the leg 29 Be a fastening button 34 is performed with a head part 35 and a pin part 36 . The pin part 36 has at one end of a conical tip part 37 provided tangential locking grooves 38 and 39 for the legs of the detent spring 32 . The head 35 of the fastening button 34 is provided with a screwdriver engagement slot 40 .
Zwischen dem Schenkel 29 des Winkels 23 und dem Dämm-/Schott element 1d ist eine weitere Dämmlage 41 aus einem Isolations material mit einem Durchgang für den Stiftteil 36 des Befe stigungsknopfes 34 angeordnet. Zwischen dem Kopf 40 und dem die Befestigungsöffnung 22 aufweisenden Boden der Vertiefung 21 des Dämm-/Schottelements 1d ist eine Federscheibe 42 vor gesehen.Between the leg 29 of the angle 23 and the insulation / bulkhead element 1 d is another insulation layer 41 made of an insulating material with a passage for the pin part 36 of the BEFE stigungsknopfes 34 . A spring washer 42 is seen between the head 40 and the bottom of the recess 21 of the insulation / bulkhead element 1 d having the fastening opening 22 .
Es wird nun auf Fig. 6 Bezug genommen, wo ein Stoßbereich zwischen den aneinanderstoßenden Dämm-/Schottelementen 1b und 1c gemäß Schnitt C-C von Fig. 2 beispielhaft für alle Stoßbe reiche gezeigt ist.Reference is now made to FIG. 6, where a joint area between the abutting insulation / bulkhead elements 1 b and 1 c according to section CC of FIG. 2 is shown as an example for all joint areas.
Mit dem Bezugszeichen 26b ist in Fig. 6 ein von dem Rumpf spant vorstehender Steg bezeichnet, an dem über nicht gezeig te Befestigungsmittel ein T-förmiges Stützteil 43 mit einem Längsschenkel 44 und einem Querschenkel 45 angebracht ist. Zwischen dem Steg 26b und dem Längsschenkel 44 ist eine Iso lationsmateriallage 27b angeordnet.With the reference numeral 26 b in Fig. 6 is a rib from the fuselage projecting web on which a T-shaped support part 43 with a longitudinal leg 44 and a transverse leg 45 is attached via not shown fasteners. Between the web 26 b and the longitudinal leg 44 an insulation material layer 27 b is arranged.
Wie der Fig. 6 zu entnehmen ist, liegen die Dämm-/Schottele mente 1b und 1c jeweils mit ihren Rändern unter Bildung einer Stoßfuge 46 gegen den Querschenkel 45 des T-förmigen Stütz teils 43 an.As can be seen from FIG. 6, the insulation / Schottele elements 1 b and 1 c each have their edges, forming a butt joint 46 against the cross leg 45 of the T-shaped support part 43 .
Mit 47 und 48 sind Dichtungsstränge aus Keramikfasermaterial bezeichnet, durch die eine im wesentlichen durch die Randab stufungen der aneinanderstoßenden Dämm-/Schottelemente 1b und 1c gebildete Rille ausgefüllt wird. Diese Rille ist durch Überlappungsfolien 49 und 50 abgedeckt, die sich von gegen überliegenden Rändern der Dämm-/Schottelemente 1b und 1c er strecken und mit der Titanfolie 2b bzw. 2c dieser Dämm-/ Schottelemente durch Punktschweißung verbunden sind. Zwischen diesen ebenfalls aus Titanfolie hergestellten Überlappungsfo lien 49, 50 kann der Dichtungsstrang 47 bzw. 49 jeweils in dem Stufenabschnitt am Rand des Bauelements eingeklemmt sein und in diesem Zustand mit dem Dämm-/Schottelement mitgelie fert werden. With 47 and 48 sealing strands of ceramic fiber material are designated, through which a step formed by the Randab gradations of the abutting insulation / bulkhead elements 1 b and 1 c is filled. This groove is covered by overlapping foils 49 and 50 , which extend from opposite edges of the insulation / bulkhead elements 1 b and 1 c and are connected to the titanium foil 2 b and 2 c of these insulation / bulkhead elements by spot welding. Between these also made of titanium foil overlap foils 49 , 50 , the sealing strip 47 or 49 can be clamped in each case in the step section at the edge of the component and in this state supplied with the insulation / bulkhead element.
Bei dem in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel für einen Stoßbereich sind gleiche Teile wie bei dem in Fig. 6 gezeig ten Ausführungsbeispiel mit der gleichen, jedoch mit einem Strich versehenen Bezugszahl bezeichnet.In the exemplary embodiment shown in FIG. 7 for a joint region, the same parts as in the exemplary embodiment shown in FIG. 6 are denoted by the same reference number, but with a prime.
Das Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem vorange henden Ausführungsbeispiel dadurch, daß zwischen den aneinan derstoßenden Dämm-/Schottelementen 1b' und 1c' ein einziger Dichtungsstrang 60 angeordnet ist. Ferner ist nur eine einzi ge Überlappungsfolie 51 vorgesehen, welche die durch die Randabstufung gebildete Rille zwischen den Dämm-/Schottele menten 1b' und 1c' überspannt. Der Dichtungsstrang 60 ist mit dem Dämm-/Schottelement 1c' über ein Folienband 52 verbunden, das an einem Ende am Rand des Dämm-/Schottelements 1c' und am anderen Ende an der Überlappungsfolie 51) angeschweißt ist. Die Überlappungsfolie 51 ist durch Punktschweißung mit dem Dämm-/Schottelement 1c' verbunden, wodurch sowohl der Dich tungsstrang 60 als auch die Überlappungsfolie 51 ein integra ler Bestandteil des Dämm-/Schottelements 1c' sind.The embodiment differs from the previous embodiment in that a single sealing strand 60 is arranged between the abutting insulating / bulkhead elements 1 b 'and 1 c'. Furthermore, only a single ge overlap film 51 is provided, which spans the groove formed by the edge gradation between the insulation / Schottele elements 1 b 'and 1 c'. The sealing strip 60 is connected to the insulation / bulkhead element 1 c 'via a film strip 52 which is welded at one end to the edge of the insulation / bulkhead element 1 c' and at the other end to the overlap film 51 ). The overlap film 51 is connected by spot welding to the insulation / bulkhead element 1 c ', whereby both the sealing strand 60 and the overlap film 51 are an integral part of the insulation / bulkhead element 1 c'.
Zur Herstellung der in Fig. 2 gezeigten Brandschutzabdeckung werden die Dämm-/Schottelemente 1a-1e an entsprechend vorbe reiteten Befestigungsstellen mit Hilfe der Befestigungsknöpfe 34 angebracht, wobei diese Knöpfe lediglich durch die Befestigungsöffnung und die Bohrung 30 und die erwähnte Durch gangsöffnung in der Dämmlage 41 gedrückt zu werden brauchen, bis die Feder 32 in die Rastnuten 38 und 39 einrastet. Den Fig. 4 und 5 entsprechende Befestigungsstellen sind unter Berücksichtigung der gegebenen Erfordernisse für die Befesti gung in entsprechender Zahl und Anordnung vorgesehen. Alle Abmessungen der Bauelemente sind in Abstimmung mit den Befestigungsstellen so vorgesehen, daß die Bauelemente mit ihren Rändern unter Bildung der Fuge 46 in konstanter Breite gegen den Querschenkel eines T-förmigen Stützelements 43 anliegen. To produce the fire protection cover shown in Fig. 2, the insulation / bulkhead elements 1 a- 1 e are attached to appropriately prepared attachment points with the aid of the attachment buttons 34 , these buttons only through the attachment opening and the bore 30 and the passage opening mentioned in the Insulation layer 41 need to be pressed until the spring 32 engages in the locking grooves 38 and 39 . FIGS. 4 and 5 corresponding fastening points are laid under the given requirements for the Fixed To provided in appropriate number and arrangement. All dimensions of the components are provided in coordination with the attachment points so that the edges of the components rest against the cross leg of a T-shaped support element 43 in a constant width, forming the joint 46 .
Sofern die Dichtungsstränge schon vorab mit den zusammenzu setzenden Dämm-/Schottelementen verbunden sind, bedarf es bei der Montage keiner zusätzlichen Arbeiten zur Abdichtung im Stoßbereich.If the sealing strands together with the beforehand setting insulation / bulkhead elements are required the assembly of no additional sealing work in the Joint area.
Die durch Zusammensetzen der Dämm-/Schottelemente 1a-1e ge bildete Dämmwand kann leicht demontiert werden, indem der Be festigungsknopf 34 um 90° gedreht wird, wodurch die Schenkel der Rastfeder 32 aus dem Eingriff mit den Nuten 38 und 39 lösbar sind und der Knopf aus der Bohrung 30 und der Befesti gungsöffnung 22 herausgezogen werden kann.The insulation wall formed by assembling the insulation / bulkhead elements 1 a 1 e can easily be dismantled by turning the fastening knob 34 by 90 °, as a result of which the legs of the detent spring 32 can be released from engagement with the grooves 38 and 39 and the button from the bore 30 and the fastening opening 22 can be pulled out.
Durch die zusätzlichen Dämmlagen 27 und 41 ist ein unmittel bare Wärmeübergang durch Wärmeleitung von der durch die Dämm-/Schottelemente gebildeten Brandschutzabdeckung auf den abzuschirmenden Rumpfspant weitgehend reduziert.Due to the additional insulation layers 27 and 41 , immediate heat transfer is largely reduced by conduction from the fire protection cover formed by the insulation / bulkhead elements to the fuselage frame to be shielded.
Je nach Wahl des Materials und der Materialdicken für das Schottelement, das Dämmelement und die Blech-/Folienabdeckung lassen sich unterschiedliche Brandschutznormen erfüllen, wie z. B. die für ein Brandschott geltende Norm MIL-I-83294 und die für eine Dämmabschirmung geltende Norm MIL-I-8776. Bei spielsweise kann durch eine aus den erfindungsgemäßen Dämm-/ Schottelementen errichtete Brandschutzabdeckung einer ca. 1100°C heißen Beflammung über einen Zeitraum von 5-15 Minu ten widerstehen, wobei auf der zu schützenden Seite maximale Oberflächentemperaturen von 100°C auftreten.Depending on the choice of material and material thickness for the Bulkhead element, the insulation element and the sheet / foil cover different fire protection standards can be met, such as e.g. B. the standard for a fire bulkhead MIL-I-83294 and the MIL-I-8776 standard for insulation shielding. At for example, by an insulation / Fire protection cover of approx. Flame at 1100 ° C over a period of 5-15 minutes resist, with maximum on the side to be protected Surface temperatures of 100 ° C occur.
Claims (25)
Schottelementen (13) zur Bildung eines Brandschotts aus Me tall,
Isolationsmaterial aufweisenden Dämmelementen (3) zur Bildung einer in Brandeinwirkungsrichtung vor dem Brandschott ange ordneten Dämmabschirmung, und
jeweilige Abdeckungen (2) für die Dämmelemente (3) aus Blech oder/und Folienmaterial,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Schottelement (13), ein Dämmelement (3) und eine Blech-/Folienabdeckung (2) unter Einschluß des Dämmele ments (3) zwischen dem Schottelement (13) und der Blech- /Folienabdeckung (2) in einem Dämm-/Schottelement (1) als Bauelement für eine Brandschutzabdeckung integriert sind.1. Insulation system, in particular for the protection of aircraft construction against fire
Bulkhead elements ( 13 ) for forming a fire bulkhead from metal,
Insulating elements having insulation material ( 3 ) to form an insulation shield arranged in front of the fire bulkhead in the direction of fire, and
respective covers ( 2 ) for the insulating elements ( 3 ) made of sheet metal and / or foil material,
characterized in that in each case a bulkhead element ( 13 ), an insulation element ( 3 ) and a sheet / foil cover ( 2 ) including the insulation element ( 3 ) between the bulkhead element ( 13 ) and the sheet / foil cover ( 2 ) in one Insulation / bulkhead element ( 1 ) are integrated as a component for a fire protection cover.
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