DE3686140T2 - Blitzschlagschutz-befestigungsteil. - Google Patents

Description

Technisches Gebiet
• Diese Erfindung betrifft Blitzschutzsysteme für Flugzeuge, umfassend die Kombination einer ersten Struktur mit einer äußeren Haut, die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist, einer zweiten Struktur, und wenigstens eines Befestigungselements zum Befestigen der ersten Struktur an der zweiten Struktur, wobei das Befestigungselement einen Schaft und einen Kopf umfaßt, von denen jeder aus einem Metall hergestellt ist, das elektrisch leitfähiger als das Kunststoffmaterial ist und das genügend Festigkeit zum Tragen von Belastungen einer vorbestimmten Größe hat; wobei ein oberer Teil des Kopfs abgedeckt ist, um zu verhindern, daß Blitzschläge in das Befestigungselement eintreten, wobei sich in der äußeren Haut ein Senkloch zum Aufnehmen des abgedeckten Kopfs des Befestigungselements befindet; und wobei der abgedeckte Kopf zusammen mit der äußeren Oberfläche der äußeren Haut eine aerodynamische Oberfläche bildet, welche genügend kontinuierlich ist, um einen rißfreien Anstrich, der eine gleichförmige Dicke hat, aufzunehmen und aufrechtzuerhalten; wie auch ein Verfahren zum Befestigen einer Flugzeugstruktur mit einer äußeren Haut aus einem Kunststoffmaterial an einer anderen Flugzeugstruktur, und zum Verhindern, daß Blitzschläge eine innere Funkenbildung oder Bogenbildung in den Strukturen bewirken, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: Vorsehen eines Befestigungselements, das einen Schaft und einen Kopf hat, von denen jeder aus einem Metall hergestellt ist, das elektrisch leitfähiger als das Kunststoffmaterial ist und das genügend Festigkeit zum Tragen von Belastungen einer vorbestimmten Größe hat; Ausbilden eines Senklochs in der äußeren Haut; Positionieren des Befestigungselements zum Befestigen der Strukturen aneinander, umfassend das Positionieren des Kopfs in dem Senkloch; Bedecken eines oberen Teils des Kopfs, um zu verhindern, daß Blitzschläge in das Befestigungselement eintreten; und Ausbilden einer aerodynamischen Oberfläche aus dem bedeckten Kopf und äußeren Oberflächenteilen der äußeren Haut, die das Loch umgibt, welche aerodynamische Oberfläche genügend kontinuierlich zum Aufnehmen und Aufrechterhalten eines rißfreien Anstrichs ist, der eine gleichförmige Dicke hat. Eine solche Kombination und ein solches Verfahren sind aus US-A-4 502 092 bekannt. In diesem Dokument ist ein Befestigungselement offenbart, dessen Kopf von einer Ausgußmasse oder einem Ausgußharz bedeckt ist, um zu verhindern, daß Blitzschläge darin eintreten.
Hintergrundtechnik
• Bei der Herstellung von Flugzeugstrukturen werden zunehmend Verbundmaterialien, wie graphitfaserverstärkte Epoxyharze, anstelle von Metallen, wie Aluminium, verwendet. Einer der Hauptvorteile der Verwendung der Verbundmaterialien besteht darin, daß sie es möglich machen, das Gewicht der Flugzeugstruktur signifikant zu vermindern und daß sie daher zu einem kraftstoffleistungsfähigeren Flugzeug führen. Die potentielle Zunahme in der Kraftstoffökonomie macht es wünschenswert, die Verwendung von Verbundmaterialien bei der Herstellung von kommerziellen Flugzeugen zu maximieren. Eine Art von Struktur, die wenigstens teilweise aus Verbundmaterialien hergestellt werden kann, ist eine Tragflächenkastenstruktur, welche eine außenseitige Haut hat, die einen Teil der Tragflächenhaut bildet, und innere Teile, die einen Tragflächenkraftstofftank begrenzen. Der Tragflächenkasten ist normalerweise an den Rest der Tragflächenstruktur durch Befestigungselemente von der Art angebracht, die einen Schaft und einen Kopf, welcher in die äußere Oberfläche der Struktur versenkt ist, haben. Solche Befestigungselemente werden generell aus Metall hergestellt, um einen genügenden Betrag an struktureller Festigkeit vorzusehen.
• Die Verwendung von metallischen Befestigungselementen zur Befestigung von Verbundmaterialstrukturen, wie Tragflächenkästen, stellt ein ernsthaftes Problem insofern dar, als der Unterschied in der elektrischen Leitfähigkeit zwischen dem Verbundmaterial und dem Befestigungselement bewirkt, daß der Blitz an das Befestigungselement angezogen wird. Wenn ein Blitzschlag in den Befestigungselementkopf eintritt, kann das Befestigungselement Strom in das Innere des Tragflächenkastens leiten und eine interne Bogenbildung oder interne Funken innerhalb des Tragflächenkraftstofftanks bewirken. Das Vorhandensein von Kraftstoffdämpfen in dem Tank macht eine solche Bogen- und Funkenbildung in hohem Maße gefährlich. Daher ist es notwendig, irgendwelche Mittel zum Verhindern oder Minimieren der Möglichkeit, daß ein Blitzschlag in das Befestigungselement eintritt, vorzusehen.
• Ein anderes Problem, das mit der Verwendung von versenkten Befestigungselementen verbunden ist, besteht darin, daß eine normale Versenkungs-Befestigungselementinstallation zu einem leichten Spalt zwischen dem Befestigungselementkopf und dem Teil der Flugzeugstruktur, welche die inneren Wände der versenkten Bohrung bildet, führt. Dieser Spalt wird durch Herstellungstoleranzen verursacht. Der Spalt ist ein anderer Grund eines Blitzschlageintritts in ein metallisches Befestigungselement, das Verbundmaterialstrukturen befestigt, und kann auch einen Blitzschlageintritt in ein metallisches Befestigungselement bewirken, selbst wenn die befestigte Struktur Aluminium ist. In jedem Falle wird das Eintreten durch eine Differenz in den elektrischen Eigenschaften zwischen dem Bereich an dem äußeren Rand des Befestigungselementkopfs und dem übrigen Teil der Struktur bewirkt.
• Nachdem die Struktur mittels der angemessenen Anzahl von Befestigungselementen angebracht worden ist, wird normalerweise ein Anstrich über die äußeren Oberflächen der Befestigungselementköpfe und der umgebenden Struktur aufgebracht. Der Spalt zwischen einem Befestigungselementkopf und dessen Versenkung bewirkt, daß der Anstrichstoff um den äußeren Rand des Befestigungselementkopfs sich verdünnt oder rissig wird. Dieses Verdünnen oder Rissigwerden des Anstrichstoffs verursacht wiederum eine Differenz in der elektrischen Leitfähigkeit, welche bewirkt, daß sich elektrische Stromfäden um die Ränder der Befestigungselementköpfe bilden. Diese Stromfäden erzeugen ein elektrisches Feld und erhöhen die Möglichkeit, daß ein Blitzschlag einen Befestigungselementkopf trifft.
• Es hat eine Anzahl von Vorschlägen zum Vorsehen eines Schutzes gegen das Eintreten von Blitzschlägen in metallische Befestigungselemente in einer Verbundmaterialflugzeugstruktur gegeben. Eine Art von Vorschlag ist die Verwendung von Kunststoffbefestigungselementen. Diese Methode kann in den beschränkten Situationen wirksam sein, in welchen Kunststoffbefestigungselemente genügend Festigkeit haben, aber in den meisten Situationen machen die strukturellen Erfordernisse des Flugzeugs die Verwendung von Befestigungselementen notwenig, die wenigstens teilweise metallisch sind. Andere Lösungen, die vorgeschlagen worden sind, umfassen die Verwendung von dielektrischem Band oder -tankabdichtungsmittel, um die Befestigungselementköpfe abzudekken. Diese Art von Methode hat versagt, einen zuverlässigen Schutz gegen Blitzschläge zu erzeugen, und hat sich als ziemlich teuer erwiesen.
• Die Patentliteratur umfaßt eine Anzahl von Beispielen von Systemen, die zum Schützen einer Verbundmaterialflugzeugstruktur gegen Blitz vorgeschlagen worden sind. Das am 16. September 1975 an Amason et al. erteilte US-Patent Nr. 3 906 308 offenbart ein System, in welchem eine dielektrische Beschichtung über kritischen Komponenten der Struktur plaziert wird und in dem für Komponenten großer Spannweite beabstandete metallische Streifen an der dielektrischen äußeren Oberfläche befestigt werden, um Verweilpunkte für den Blitzstromkanal vorzusehen. Das am 2. November 1976 an Amason et al. erteilte US-Patent Nr. 3 989 984 offenbart eine äußere, mit Masse verbundene, perforierte Metallschicht auf der Flugzeugstruktur mit einer gebundenen dielektrischen Schicht unter der Metallschicht. An Verbindungsstellen in der Haut der Struktur liegen äußere Oberflächen von metallischen Befestigungselementen frei, und die Leitfähigkeit der Befestigungselemente wird durch Versehen der Befestigungselemente mit geeigneten Beschichtungen vergrößert. Das am 3. Mai 1983 an Hofmeister et al. erteilte US-Patent Nr. 4 382 049 offenbart eine dielektrische "Barriere" um den Haubenteil eines Haubenmutterbefestigungselements, der von der außenseitigen Haut der Flugzeugstruktur vorsteht. Die Barriere wird, nachdem das Befestigungselement an Ort und Stelle ist, durch Formen einer Schicht aus dielektrischem Material um die Befestigungselementhaube herum ausgebildet. Der Formungsprozeß umfaßt die Verwendung einer einen Hohlraum um die Befestigungselementhaube herum bildenden Kappe, um die Dicke der dielektrischen Barriere zu kontrollieren.
• Das am 13. Juli 1971 an Mackiewicz et al. erteilte US-Patent Nr. 3 592 100 offenbart eine Schraube, die für die Verwendung bei gruppierten elektrischen Schaltern ausgebildet ist, um eine Bogenbildung zwischen benachbarten Schraubenköpfen zu verhindern. Die Schraube hat einen freiliegenden Metallschaft und Gewindeteil und einen isolierten Kopf mit einem Schlitz durch denselben, welcher das Basismetall frei legt.
• Die Patentliteratur umfaßt auch eine Anzahl von Beispielen von Kunststoff- oder anderen korrosionswiderstandsfähigen Kappen für Befestigungselemente. Das am 4. Februar 1969 an J.P. Villo erteilte US-Patent Nr. 3 425 313 offenbart eine solche Kappe für Versenkungssockelschraubenköpfe. Die Kappe weist einen ringförmigen Randteil und eine kreisförmige Oberseite auf, und sie wird über dem Schraubenkopf in Position plaziert, nachdem der Schraubenkopf in einer Versenkung positioniert worden ist. Die Kappe wird in Position gedrückt, wie mittels eines Hammerschlags. Die Kappe ist mit einiger Elastizität versehen, so daß sie ein Lockerwerden der Schraube durch Vibrationen verhindern und die Versenkung gegen Wasser und andere Verunreinigungen abdichten wird. Die Oberseite der Kappe ist bündig mit der umgebenden Oberfläche, wenn die Kappe installiert ist. Der Sockel in dem Kopf der Schraube bleibt ungefüllt, wird aber mittels eines Teils der Oberseite der Kappe, der zum Einfügen eines Schlüssels und zum Entfernen der Schraube weggebrochen werden kann, abgedeckt.
• Das am 10. Februar 1970 an W.H. Kleinhenn erteilte US-Patent Nr. 3 494 243 offenbart eine selbstdichtende Schraube mit einer Beschichtung aus einem Material, wie Teflon (Warenzeichen), auf der Unterseite des Kopfs und manchmal auch auf dem Schaft und den Gewindegängen. Das am 16. November 1971 an King, Jr., et al. erteilte US-Patent Nr. 3 620 119 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Befestigungselements mit einem antikorrosiven Material auf der Unterseite des Kopfs und dem nicht mit Gewinde versehenen Schaftteil und scheinbar manchmal auf der Oberseite des Kopfs.
• Korrosionswiderstandsfähige Kappen für Befestigungselemente der Art, die einen vorstehenden Kopf haben, sind in den US- Patenten Nr. 3 470 787, erteilt am 7. Oktober 1969 an W.L. Mackie; Nr. 3 557 654, erteilt am 26. Januar 1971 an H.C. Weidner, Jr.; Nr. 3 618 444, erteilt am 9. November 1971 an W. Kay et al.; Nr. 3 693 495, erteilt am 26. September 1972 an D.P. Wagner; Nr. 3 885 492, erteilt am 27. Mai 1975 an C.E. Gutshall; Nr.3 897 712, erteilt am 5. August 1975 an D.A. Black; Nr. 4 154 138, erteilt am 15. Mai 1979 an R.R. Melone; Nr. 4 316 690, erteilt am 23. Februar 1982 an R.L. Voller; und Nr. 4 373 842, erteilt am 15. Februar 1983 an J.E. Bettini et al. offenbart. W.H. Burleson offenbart in dem am 19. August 1941 erteilten US-Patent Nr. 2 253 264 einen rohrförmigen elektrischen Isolator vom Stieltyp, der mit einer dielektischen Flüssigkeit gefüllt ist und Enden hat, die mit Metall und einem Dielektrikum abgedeckt sind.
• Die oben erörterten bekannten Vorschläge und Patente und der Stand der Technik, der in den Patenten erörtert und/oder zitiert ist, sollte zu dem Zwecke studiert werden, um die vorliegende Erfindung in die richtige Perspektive relativ zu dem Stand der Technik zu setzen.
Offenbarung der Erfindung
• Es ist ein Ziel der Erfindung, eine Kombination, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist, zur Verfügung zu stellen, in welcher die obigen Probleme nicht auftreten. Dieses wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kopf mittels einer Kappe aus dielektrischem Material, die daran befestigt ist, abgedeckt ist; wobei die Kappe so geformt und dimensioniert ist und genügend Elastizität hat, um im wesentlichen Spalte zwischen dem oberen Teil des Kopfs und den inneren Seitenwandteilen des Senklochs zu füllen.
• Die Kombination von Merkmalen der Vorrichtung der Erfindung löst die Probleme, die oben bezüglich der Verwendung von Kunststoffmaterialien, wie graphitfaserverstärkte Epoxyharzverbundmaterialien, in strukturellen Flugzeugkomponenten, die mittels metallischer Befestigungselemente angebracht werden müssen, um die strukturellen Festigkeitserfordernisse des Flugzeugs zu erfüllen, erörtert worden sind. Das Vorsehen einer dielektrischen Kappe zum Abdecken des oberen Teils des Kopfs eines solchen Befestigungselements und das Versehen einer solchen Kappe mit Eigenschaften, die sie bewirken, Spalte zwischen dem oberen Teil des Befestigungselementkopfs und inneren Seitenwandteilen des Senklochs, in welchem der Kopf und die Kappe aufgenommen werden, zu füllen, schützen die Struktur und umgebenden Strukturen vor interner Bogenbildung und Funkenbildung, welche durch das Eintreten von Blitzschlägen in das Befestigungselement verursacht werden, wirksam. Die Formung und Dimensionierung der Kappe, um eine aerodynamische Oberfläche mit der äußeren Oberfläche der Struktur zu bilden, liefert den zusätzlichen Vorteil der Verbesserung der aerodynamischen Leistungsfähigkeit der Struktur. Das Füllen der Spalte zwischen dem Befestigungselementkopf und den Seitenwänden des Senklochs in Kombination mit der Ausbildung einer aerodynamischen Oberfläche, welche genügend kontinuierlich zum Aufnehmen und Aufrechterhalten eines rißfreien Anstrichs von gleichförmiger Dicke ist, eliminiert die Probleme solcher Spalte oder des Verdünnens oder des Rissigwerdens von Anstrichstoff, die Differenzen in den elektrischen Eigenschaften verursachen, welche Blitzschläge an das Befestigungselement anziehen. Die Gesamtkombination der Vorrichtung der Erfindung stellt einen zuverlässigen und wirksamen Schutz gegen Blitzschläge zur Verfügung, der relativ billig und leicht zu installieren und zu warten ist und es demgemäß möglich macht, die Kraftstoffökonomie durch Maximieren der Verwendung von leichtgewichtigen Verbundmaterialien zu maximieren.
• Ein bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist eine Kappe, die einen oberen Teil hat, der die Oberseite des Kopfs des Befestigungselements abdeckt, um einen Teil der aerodynamischen Oberfläche zu bilden, und einen ringförmigen Seitenteil, der Seitenteile des Kopfs abdeckt und sich von dem oberen Teil der Kappe nach einwärts in das Senkloch erstreckt. Diese Anordnung stellt sicher, daß jeder Teil des Befestigungselements, der nach der außenseitigen Umgebung freiliegt, durch ein dielektrisches Material geschützt ist, und daß die oberen Teile der Spalte wirksam gefüllt werden, um die unerwünschten elektrischen Eigenschaften der Spalte zu eliminieren. Die Anordnung ermöglicht es, daß sich die Kappe nur teilweise an den seitlichen Oberflächen des Kopfs nach abwärts und nur teilweise in das Senkloch erstreckt. Dieses wiederum trägt dazu bei, die Kosten des Befestigungselements zu vermindern und eine leichte Installation des Befestigungselements sicherzustellten.
• In der Kombination der Erfindung kann das Befestigungselement entweder eine axiale werkzeugaufnehmende Vertiefung in dem Ende seines Schafts gegenüber seinem Kopf haben, oder eine werkzeugaufnehmende Vertiefung der oberen Oberfläche seines Kopfs. In dem ersteren Falle ist es vorzugsweise so, daß die obere Oberfläche des Kopfs im wesentlichen mit der aerodynamischen Oberfläche übereinstimmt und die Kappe eine kontinuierliche integrale Schicht aus dielektrischem Material aufweist, welche die obere Oberfläche des Kopfs abdeckt und eine im wesentlichen gleichförmige Dicke hat, um einen Teil der aerodynamischen Oberfläche zu bilden. Diese Anordnung trägt dazu bei, die Kosten der Herstellung des Befestigungselements zu minimieren und die Glattheit und Übereinstimmung der aerodynamischen Oberfläche zu maximieren, und sicherzustellen, daß keine Hohlräume oder Vertiefungen in dem oberen Teil der Kappe vorhanden sind, welche deren elektrische Eigenschaften beeinträchtigen könnten.
• Im letzteren Falle weist die Kappe vorzugsweise eine Schicht aus dielektrischem Material von im wesentlichen gleichförmiger Dicke auf, die die obere Oberfläche des Kopfs bedeckt und die Vertiefung in einer solchen oberen Oberfläche umgibt, und einen Körper aus dielektrischem Material, der so geformt ist, daß er die Vertiefung füllt und zusammen mit der Schicht einen Teil der aerodynamischen Oberfläche bildet. Dieser Körper aus dielektrischem Material wird in der Vertiefung positioniert, nachdem das Befestigungselement positioniert worden ist, um die Strukturen zu befestigen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie einen wirksamen Schutz gegen Blitzschlagseintritt in Situationen zur Verfügung stellt, in denen es unpraktisch oder unmöglich ist, ein intern schlüsselbetätigtes Befestigungselement zu verwenden; d.h., ein Befestigungselement, das eine werkzeugaufnehmende Vertiefung in dem Ende seines Schafts hat. Das Vorsehen des Körpers aus dielektrischem Material stellt sicher, daß ein Blitzschutz über den gesamten oberen Teil des Befestigungselements vorhanden ist, und verbessert außerdem die aerodynamische Leistungsfähigkeit der Struktur. Das Positionieren eines solchen Körpers, nachdem die Strukturen befestigt worden sind, ermöglicht eine leichte Installation des Befestigungselements. Das dielektrische Material, das die Vertiefung füllt, ist relativ dick, da es sich den ganzen Weg nach in die Vertiefung erstreckt, und der Körper aus dielektrischem Material braucht keinerlei Grenzfläche zwischen dem Befestigungselement und der Struktur zu überbrücken. Demgemäß bildet der Körper aus dielektrischem Material zusammen mit der Schicht aus dielektrischem Material eine kontinuierliche Schutzkappe über dem Befestigungselement, die keiner Rißbildung unterworfen ist.
• Ein anderes Objekt der Erfindung wird bei einem Verfahren des Anbringens einer Flugzeugstruktur mit einer äußeren Haut aus Kunststoffmaterial an einer anderen Flugzeugstruktur, und des Verhinderns, daß Blitzschläge interne Funken- oder Bogenbildung in den Strukturen verursachen, wie im Oberbegriff des Anspruchs 7 beschrieben, verbessert. Gemäß der Erfindung wird dieses dadurch erreicht, daß der Kopf mittels einer Kappe aus dielektrischem Material, die daran befestigt wird, bedeckt wird; und das Befestigungselement wird so positioniert, daß es ermöglicht wird, daß die Kappe im wesentlichen Spalte zwischen dem oberen Teil des Kopfs und den inneren Seitenwandteilen des Senklochs füllt.
• Das Verfahren hat die oben in Verbindung mit der Vorrichtung der Erfindung erörterten Vorteile.
• Diese und andere Vorteile und Merkmale werden aus der detaillierten Beschreibung der besten Arten und Weisen zum Ausführen der Erfindung, die folgt, ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• In den Zeichnungen beziehen sich gleichartige Elementbezeichnungen überall auf gleichartige Teile, und:
• Figur 1 ist eine Schnittansicht eines intern schlüsselbetätigten Befestigungselements in einer Installation nach dem Stand der Technik.
• Figur 2 ist eine Schnittansicht der gleichen Art von Befestigungselement in einer anderen Installation nach dem Stand der Technik.
• Figur 3 ist eine Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung der Erfindung.
• Figur 4 ist eine Aufrißansicht des in Figur 3 gezeigten Befestigungselements.
• Figur 5 ist eine bildliche Darstellung, bei der man nach den äußeren Oberflächen der ersten Struktur zu sieht, und eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Befestigungselements der Erfindung.
• Figur 6 ist eine Schnittansicht, ausgeführt längs der Linie 6-6 der Figur 5.
• Figur 7 ist eine Aufrißansicht des Kopfs und eines Teils des Schafts des in den Figuren 3 und 4 gezeigten Befestigungselements, wobei die Kappe im Schnitt gezeigt ist.
• Figuren 8-11 sind ähnlich der Figur 7, ausgenommen, daß sie alternative Konfigurationen der Kappe des Befestigungselements zeigen.
Beste Arten und Weisen zum Ausführen der Erfindung
• Die Zeichnungen zeigen eine Vorrichtung, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist, welche auch die besten Arten und Weisen der Erfindung bildet, die der Anmelderin derzeit bekannt sind. Die Zeichnungen veranschaulichen auch die besten Arten und Weisen zum Ausführen des Verfahrens der Erfindung, die der Anmelderin derzeit bekannt sind.
• Jede der Figuren 1-3, 5 und 6 veranschaulicht einen Kunststoffmaterialaußenhautteil 2 einer ersten Flugzeugstruktur, die mittels eines Befestigungselements an einer zweiten Flugzeugstruktur 4 angebracht ist. Das Kunststoffmaterial der Außenhaut 2 würde am üblichsten ein graphitfaserverstärktes Epoxyharzverbundmaterial oder ein ähnliches Verbundmaterial sein. Jedoch ist es beabsichtigt, daß es verstanden wird, daß die Bezeichnung "Kunststoffmaterial", wie sie hier verwendet wird, andere Kunststoffmaterialien umfaßt, die Festigkeits- und Gewichtseigenschaften haben, welche für die Verwendung in einem Flugzeug angemessen sind, wie auch solche Verbundmaterialien. Die zweite Struktur 4 könnte ein Flansch einer inneren Trägerstruktur oder irgendein anderer Typ von Struktur sein, was von den Erfordernissen der besonderen Installation abhängt, und könnte aus Metall hergestellt sein, wie in den Zeichnungen gezeigt, oder aus irgendeinem anderen geeigneten Material.
• Die Figur 1 zeigt für den Zweck des Vergleichs ein intern schlüsselbetätigtes Senkbefestigungselement 10, das dazu verwendet wird, eine äußere Haut 2 aus Verbundmaterial an einer Metallstruktur 4 zu befestigen. Das Befestigungselement 10 ist von einer bekannten Art und umfaßt einen Kopf 12 und einen Schaft 14. Der Kopf 12 ist in einem Senkloch 6 in der Haut 2 aufgenommen. Eine Schicht aus Anstrichstoff 8 ist auf die äußeren Oberflächen der Haut 2 und des Kopfs 12 aufgebracht worden. Wegen der Herstellungstoleranzen ist ein Spalt 16 zwischen dem Befestigungselementkopf 12 und den inneren Seitenwänden des Senklochs 6 vorhanden. Das Bezugszeichen 18 bezeichnet ein elektrisches Feld, das durch blitzinduzierte Stromfäden erzeugt wird. Wie oben erörtert, ist die Ausbildung der Stromfäden und des elektrischen Felds ein Ergebnis von Differenzen in den elektrischen Eigenschaften in der Nähe des Spalts 16, die durch den Spalt 16 selbst und durch Rissigwerden 20 und Verdünnung 22 der Schicht aus Anstrichstoff 8 in dem Bereich des Spalts 16 verursacht werden. Die Situation in Figur 1 wäre natürlich unannehmbar in einem kommerziellen Flugzeug in Bereichen, in denen Kraftstoffdämpfe und dergleichen wahrscheinlich innerhalb der Strukturen 2, 4 vorhanden sind.
• Die Figur 2 veranschaulicht eine Abwandlung der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung, die vorher vorgeschlagene Mittel zum Vorsehen eines Schutzes gegen Blitzschlageintritt in das Befestigungselement 10 umfaßt. Das Senkloch 6' in Figur 2 ist so modifiziert worden, daß es einen dünnen ringförmigen Teil 26 über dem kegelstumpfförmigen Teil, der den Befestigungselementkopf 12 aufnimmt, aufweist. Nachdem die Strukturen 2, 4 mittels des Befestigungselements 10 aneinander befestigt worden sind, wird der ringförmige Teil 26 mit einem Tankabdichtungsmittel 28 gefüllt. Das Abdichtungsmittel 28 erstreckt sich über die Oberseite des Befestigungselements 10 und radial nach auswärts hiervon. Die Schicht des Abdichtungsmittels 28 ist relativ dünn und muß den Spalt 16 zwischen den Befestigungselementkopf 12 und den Seitenwänden des Lochs 6' überbrücken. Diese Eigenschaften bewirken, daß die Schicht des Beschichtungsmittels 28 einem Rissigwerden ausgesetzt ist, das bei dem Bezugszeichen 30 angedeutet ist, und machen demgemäß den durch das Abdichtungsmittel 28 vorgesehenen Schutz unwirksam und unzuverlässig.
• In der Vorrichtung, die eine Kombination der Erfindung ist, umfaßt das Befestigungselement einen Schaft und einen Kopf, ähnlich dem Schaft 14 und dem Kopf 12 der in den Figuren 1 und 2 gezeigten bekannten Befestigungselemente, und eine Kappe aus dielektrischem Material. Der Schaft und Kopf sind aus einem Metall hergestellt, das genügend Festigkeit hat, um Belastungen einer vorbestimmten Größe zu tragen, welche auf der Basis der strukturellen Erfordernisse der besonderen Installation bestimmt wird. Das Metall ist elektrisch leitfähiger als das Kunststoff- oder Verbundmaterial, welches die äußere Haut 2 der mittels des Befestigungselements angebrachten ersten Struktur bildet. Die Kappe ist befestigt an einem und bedeckt einen oberen Teil des Befestigungselementkopfs, um zu verhindern, daß Blitzschläge in das Befestigungselement eintreten. In der äußeren Haut 2 ist ein Senkloch 6 zur Aufnahme des Kopfs und der Kappe des Befestigungselements. Die Kappe ist so geformt und dimensioniert und hat genügend Elastizität, daß sie im wesentlichen den Spalt 16 zwischen dem oberen Teil des Kopfs und der inneren Seitenwand des Senklochs 6 füllt. Die Formung und Dimensionierung und die Elastizität der Kappe befähigen sie auch, zusammen mit der äußeren Oberfläche der Haut 2 eine aerodynamische Oberfläche zu bilden, welche genügend kontinuierlich ist zum Aufnehmen und Aufrechterhalten eines rißfreien Anstrichs, der eine gleichförmige Dicke hat.
• Die Figuren 3, 4 und 7 veranschaulichen eine erste bevorzugte Ausführungsform des Befestigungselements der Erfindung. Das Befestigungselements 36 ist vom intern schlüsselbetätigten Typ und umfaßt einen Metallkopf 44 und einen Metallschaft 38. Das äußere Ende des Schafts 38 entgegengesetzt dem Kopf 44 hat Gewindegänge oder Sicherungsbolzenzugnuten 40 auf seiner Umfangsoberfläche und einen werkzeugaufnehmenden Sockel oder eine werkzeugaufnehmende Vertiefung 44, der bzw. die sich von deren radialen Endoberfläche axial nach einwärts erstreckt. Siehe Figur 4. Der Kopf 44 ist generell kegelstumpfförmig in der Form mit einem zylindrischen Teil 46 an seinem oberen Ende von relativ kleiner axialer Dimension. Dieser zylindrische Teil 46 ist am deutlichsten in Figur 7 gezeigt.
• Die dielektrische Kappe 50 des Befestigungselements 36, die in den Figuren 3, 4 und 7 gezeigt ist, hat einen oberen Teil 52, welcher die Oberseite des Metallkopfs 44 bedeckt, und einen ringförmigen Seitenteil 54, welcher Seitenteile des Kopfs 44 bedeckt. Vorzugsweise sind der obere Teil 52 und der Seitenteil 54 integral in einem einzigen Formungsvorgang ausgebildet. Die kegelstumpfförmige Seitenoberfläche der Kappe 50 erstreckt sich von der oberen Oberfläche nach einwärts in das Senkloch 6 im wesentlichen parallel zu den Seitenwänden des Lochs 6. Die bedeckten Seitenteile des Kopfs 44 umfassen die äußere Umfangsoberfläche des zylindrischen Teils 46 und einen Teil der kegelstumpfförmigen äußeren Oberfläche benachbart dem zylindrischen Teil 46. Die Kappe 50 erstreckt sich die kegelstumpfförmige Oberfläche des Kopfs 44 um einen Betrag nach abwärts, der genügend ist, um eine sichere Befestigung zwischen dem Metallkopf 44 und der Kappe 50 sicherzustellen, und um sicherzustellen, daß die Oberseite des Spalts 16 vollständig gefüllt wird. Die innere radiale Oberfläche der Kappe 50 ist im wesentlichen parallel zu der äußeren oberen Oberfläche. Einige Vorteile der Konfiguration der Kappe 50 sind, daß sie relativ einfach ist und sich zwangsweise auf dem Kopf 44 festklemmt.
• Wie aus den Figuren 3, 4 und 7 gesehen werden kann, stimmt die obere Oberfläche des Kopfs 44 im wesentlichen mit der äußeren Oberfläche der Haut 2 überein. Der obere Teil 52 der Kappe 50 wird von einer kontinuierlichen integralen Schicht aus dielektrischem Material gebildet, die eine im wesentlichen gleichförmige Dicke hat. Die obere oder äußere Oberfläche des Kappenteils 52 stimmt generell mit der äußeren Oberfläche der Haut 2 überein, um damit eine aerodynamische Oberfläche zu bilden. Wie aus Figur 3 gesehen werden kann, füllt die Kappe 50 effektiv den oberen Teil des Spalt 16, so daß der über die Haut 2 und die Kappe 50 aufgebrachte Anstrich 8 von im wesentlichen gleichförmiger Dicke hergestellt und rißfrei aufrechterhalten werden kann.
• Die Figuren 5 und 6 veranschaulichen eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Befestigungselements der Erfindung, welche vom extern schlüsselbetätigen Typ ist. Das Befestigungselement 58 hat einen Schaft 60 mit Gewindegängen (nicht gezeigt), ähnlich den Gewindegängen 40 des Befestigungselements 36, und einen Kopf 62 mit einer werkzeugaufnehmenden Vertiefung 66. Die Vertiefung 66, die in den Figuren 5 und 6 gezeigt ist, ist zum Aufnehmen eines Phillips-Kopf-Schraubenziehers ausgebildet, aber es versteht sich natürlich, daß andere Arten von Vertiefungen, wie eine Sechskantstiftschlüsselvertiefung, auch vorgesehen sein könnten. Die Kappe 70 des Befestigungselements 58 ist ähnlich der Kappe 50 des Befestigungselements 36, ausgenommen, daß der obere Teil 72 der Kappe 70 unterschiedlich ausgebildet ist, um die Vertiefung 66 in dem Kopf 62 aufzunehmen. Der obere Teil 72 weist eine Schicht aus dielektrischem Material von im wesentlichen gleichförmiger Dicke auf, welche die obere Oberfläche des Kopfs 62 bedeckt und die Ausnehmung 66 umgibt. Der obere Teil 72 weist außerdem einen Körper aus dielektrischem Material 74 auf, der so geformt ist, daß er die Vertiefung 66 ausfüllt und zusammen mit der umgebenden Schicht aus dielektrischem Material einen Teil der aerodynamischen Oberfläche bildet. Dieser Körper 74 aus dielektrischem Material wird in der Ausnehmung 66 positioniert, nachdem das Befestigungselement 58 zum Befestigen der Strukturen 2, 4 positioniert worden ist. Der Körper 74 kann von einem vorgeformten Kunststoffeinsatz gebildet sein, der so geformt und dimensioniert ist, daß er die Ausnehmung 66 füllt, und der mit einem geeigneten Abdichtungsmittel an die Ausnehmung gebunden wird. Alternativ kann der Körper 74 durch Füllen der Ausnehmung 66 mit irgendeinem geeigneten flüssigen dielektrischen Füllmittel oder Dichtungsmittel und Ermöglichen, daß die Ausnehmung 66 als eine Form für das Füllmittel oder Dichtungsmittel wirkt, ausgebildet werden.
• Jede der Figuren 8-11 zeigt eine alternative Ausführungsform des Befestigungselements der Erfindung. Jedes dieser Befestigungselemente 76, 84, 95, 99 ist vom intern schlüsselbetätigten Typ und hat, wie das in den Figuren 3, 4 und 7 gezeigte Befestigungselement 36, einen Kopf 44, 86 mit einer oberen Oberfläche, die im wesentlichen mit der aerodynamischen Oberfläche übereinstimmt, und eine Kappe 78, 90, 96, 100 mit einem oberen Teil, der von einer kontinuierlichen, integralen Schicht aus dielektrischem Material von im wesentlichen gleichförmiger Dicke gebildet ist. Die Seitenteile 80, 92, 98, 102 der Kappen 78, 90, 96, 100 haben jedoch alternative Konfigurationen. Es versteht sich natürlich, daß solche alternative Konfigurationen und andere alternative Konfigurationen auch in Verbindung mit einem oberen Teil vorgesehen sein können, der in der Art und Weise modifiziert ist, wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt, um sie an eine äußere werkzeugaufnehmende Ausnehmung anzupassen.
• In den Befestigungselementen 76, 95, 99, die in den Figuren 8, 10 und 11 gezeigt sind, sind der Kopf 44 und der Schaft 38 die gleichen wie der Kopf 44 und der Schaft 38 des Befestigungselements 36, das in den Figuren 3, 4 und 7 gezeigt ist, wobei der einzige Unterschied zwischen solchen Befestigungselementen 76, 95, 99 und dem Befestigungselement 36 die Konfiguration des Seitenteils der dielektrischen Kappe ist. In der in Figur 8 gezeigten Kappe 78 erstreckt die äußere Oberfläche des Seitenteils 80 parallel zu der Achse des Befestigungselements 76, um einen zylindrischen Teil einer derartigen Oberfläche zu bilden, dann erstreckt sie sich generell parallel zu der kegelstumpfförmigen Seitenoberfläche des Kopfs 44, und dann erstreckt sie sich von dem kegelstumpfförmigen Teil des Kopfs 44 in einer Richtung, die generell senkrecht zu dem kegelstumpfförmigen Teil ist. Die Länge X des senkrechten Oberflächenteils ist so dimensioniert, daß sichergestellt wird, daß der obere Teil des Spalts 16 vollständig von der Kappe 78 ausgefüllt wird.
• Der Seitenteil 98 der in Figur 10 gezeigten Kappe 96 ist ähnlich dem Seitenteil 54 der in den Figuren 3, 4 und 7 gezeigten Kappe 50, wobei der Hauptunterschied die Konfiguration der äußeren Oberfläche des Seitenteils ist. Eine solche äußere Oberfläche des Seitenteils 98 verläuft bogenförmig nach einwärts, dann nach auswärts, und dann nach einwärts, anstatt sich in einer geraden Linie von der äußeren oberen Oberfläche der Kappe aus zu erstrecken. Der Seitenteil 102 der in Figur 11 gezeigten Kappe 100 unterscheidet sich von dem Seitenteil 54 darin, daß er sich nicht über den zylindrischen Teil 46 des Kopfs 44 hinaus nach einwärts erstreckt und daß er von einer gezackten anstatt von einer geraden Linie gebildet ist. Die äußere Seitenoberfläche des Seitenteils 102 ist generell kegelstumpfförmig, wobei sich zwei ringförmige Vorsprünge von dreieckigem Querschnitt darauf befinden.
• In dem in Figur 9 gezeigten Befestigungselement 84 sind sowohl der Kopf 86 als auch der Seitenteil 92 der Kappe 90 modifiziert. An der Oberseite des Kopfs 86 ist ein dünner zylindrischer Teil, dann ein abgeschrägter Teil, und dann eine ringförmige, bogenförmige Nut 88. Unterhalb der Nut 88 ist eine kegelstumpfförmige Oberfläche, die sich zu dem Schaft 38 herab erstreckt. Die Kappe 90 hat einen oberen zylindrischen Teil wie die in Figur 8 gezeigte Kappe 78, von welchem sie sich nach einwärts parallel zu der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Kopfs 86 erstreckt. Von dem inneren Ende ihrer kegelstumpfförmigen Oberfläche verläuft die Kappe 90 bogenförmig nach einwärts nach dem Befestigungselement 84 zu, um einen bogenförmigen Teil 94 zu bilden, der mit der Nut 88 auf dem Befestigungselementkopf 86 in Eingriff steht. Nach der Krümmung erstreckt sich die Oberfläche der Kappe 90 parallel zu der kegelstumpfförmigen Oberfläche, um mit dem abgeschrägten Teil des Kopfs 86 in Eingriff zu stehen, und erstreckt sich aufwärts zu dem oberen Teil 52 der Kappe 90. Die äußere kegelstumpfförmige Oberfläche der Kappe 90 ist in einer Entfernung Y von der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Kopfs 86 beabstandet. Die Entfernung Y ist so dimensioniert, daß ein vollständiges Ausfüllen des oberen Teils des Spalts 16 sichergestellt wird. Ein Hauptvorteil der in Figur 9 gezeigten Konfiguration besteht darin, daß sie eine zwangsweise Arretierung der Kappe 90 auf dem Kopf 86 vorsieht.
• Die verschiedenen Konfigurationen des Befestigungselements, die in der Zeichnung gezeigt sind, und andere Variationen desselben, die mit dem Bereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen angegeben ist, übereinstimmen, haben jede ihre eigenen Vorteile. Einige dieser Vorteile sind oben erörtert. Andere Vorteile werden ersichtlich, wenn ein weiteres Testen des Befestigungselements der Erfindung ausgeführt wird. Die Wahl, welche Konfiguration in einer besonderen Situation verwendet wird, hängt von den speziellen Erfordernissen einer solchen Situation und dem besonderen Material, das zur Ausbildung der Kappe verwendet wird, ab. Derartiges Material kann eine Anzahl von bekannten Arten von Material sein, wie Epoxyharze, die die geeigneten dielektrischen, Bindungs- und Formungseigenschaften haben.
• Das Verfahren der Erfindung stellt ein Mittel des Anbringens einer Flugzeugstruktur mit einer äußeren Haut 2 aus einem Kunststoffmaterial an eine andere Flugzeugstruktur 4 und des Verhinderns, daß Blitzschläge interne Funken- oder Bogenbildung in den Strukturen 2, 4 verursachen, zur Verfügung. Das Ausführen des Verfahrens umfaßt das Vorsehen eines Befestigungselements der oben im Detail beschriebenen Art, und das Ausbilden eines Senklochs 6 in der äußeren Haut 2 zum Aufnehmen des Befestigungselementkopfs und der dielektrischen Kappe. Das Befestigungselement wird positioniert, um die Strukturen 2, 4 aneinander zu befestigen. Während des Befestigens der Strukturen 2, 4 werden der Kopf und die Kappe des Befestigungselements in dem Senkloch 6 positioniert, und das Befestigungselement wird so gedreht, daß die Gewindegänge 40 auf dem Befestigungselement mit entsprechenden Gewindegängen in der zweiten Struktur 4 oder einer Mutter oder einem inneren Bund an der zweiten Struktur 4 in Eingriff treten. Das Drehen des Befestigungselements wird erzielt, indem ein angemessenes Werkzeug in die werkzeugaufnehmende Ausnehmung 42, 66 eingefügt und das Werkzeug oder die Mutter oder der Bund in der üblichen Art und Weise gedreht wird. Das Positionieren des Befestigungselements bewirkt automatisch, daß die Kappe im wesentlichen den Spalt 16 zwischen dem oberen Teil des Befestigungselementkopfs und den Seitenwänden des Senklochs 6 ausfüllt. Das Verfahren umfaßt außerdem das Ausbilden einer aerodynamischen Oberfläche von den Kappen- und Außenoberflächenteilen der äußeren Haut 2, welche das Loch 6 umgeben. Da die Kappe den Spalt 16 ausfüllt und das Loch 6 so dimensioniert ist, daß es den Kopf und die Kappe des Befestigungselements aufnimmt, ist die aerodynamische Oberfläche ausreichend kontinuierlich, um einen rißfreien Anstrich, der eine gleichförmige Dicke hat, aufzunehmen und aufrechtzuerhalten.
• In Ausführungsformen des Befestigungselements, welche intern schlüsselbetätigt sind, wird der Schritt des Ausbildens der aerodynamischen Oberfläche durch Positionieren des Befestigungselements und Ermöglichen, daß die Kappe den Spalt 16 füllt, erreicht. Wenn das Befestigungselement vom extern schlüsselbetätigten Typ ist, wird vorzugsweise die aerodynamische Oberfläche ausgebildet durch Positionieren des Befestigungselements 58, Ermöglichen, daß die Kappe 70 den Spalt 16 füllt, und Füllen der werkzeugaufnehmenden Ausnehmung 66 in der Oberseite des Kopfs 62 mit einem dielektrischen Material 74, nachdem die Strukturen 2, 4 mittels des Befestigungselements 58 befestigt worden sind. Es wird erwartet, daß die primäre Verwendung der Befestigungselemente der Erfindung diejenige ist, einen Tragflächenkasten zu beenden. Da dieser Vorgang normalerweise nur einmal in der Lebenszeit des Flugzeugs ausgeführt wird, ist es unwahrscheinlich, daß es jemals nötig ist, den Körper aus dielektrischem Material 74 in der Ausnehmung 76 zu beeinträchtigen. Wenn jedoch ein Entfernen des Befestigungselements 58 aus irgendeinem Grund erforderlich ist, kann das Material 74 mechanisch entfernt oder mit einem erhitzten Schraubenzieher herausgeschmolzen werden.

Claims (8)

1. In einem Flugzeug die Kombination von:

einer ersten Struktur mit einer äußeren Haut (2), die aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist;

eine zweite Struktur (4); und

wenigstens ein Befestigungselement (36; 58) zum Befestigen der ersten Struktur (2) an der zweiten Struktur (4);

wobei das Befestigungselement (36; 58) einen Schaft (38; 60) und einen Kopf (44; 62) umfaßt, von denen jeder aus einem Metall hergestellt ist, das elektrisch leitfähiger als das Kunststoffmaterial ist und das genügend Festigkeit zum Tragen von Lasten einer vorbestimmten Größe hat; wobei ein oberer Teil des Kopfs (44; 62) abgedeckt ist, um zu verhindern, daß sich Blitzschläge an das Befestigungselement (36; 58) anheften;

wobei sich in der äußeren Haut (2) ein Senkloch (6) zum Aufnehmen des abgedeckten Kopfs (44; 62) des Befestigungselements (36; 58) befindet; und

wobei der abgedeckte Kopf (44; 62) zusammen mit der äußeren Oberfläche der äußeren Haut (2) eine aerodynamische Oberfläche bildet, welche genügend kontinuierlich ist, um einen rißfreien Anstrich (8), der eine gleichförmige Dicke hat, aufzunehmen und aufrechtzuerhalten;

dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (44; 62) mittels einer Kappe (50; 70) aus dielektrischem Material, die daran befestigt ist, abgedeckt ist;

die Kappe (50; 70) so geformt und dimensioniert ist und genügend Elastizität hat, um im wesentlichen Spalte zwischen dem oberen Teil des Kopfs (44; 62) und inneren Seitenwandteilen des Senklochs (6) zu füllen.

2. Die Kombination, die im Anspruch 1 beschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (50; 70) einen oberen Teil (52; 72) hat, welcher die Oberseite des Kopfs (44; 62) abdeckt, um einen Teil der aerodynamischen Oberfläche zu bilden, und einen ringförmigen Seitenteil (54), welcher Seitenteile des Kopfs (44; 62) abdeckt und sich von dem oberen Teil (52; 72) der Kappe (50; 70) nach einwärts in das Senkloch (6) erstreckt.

3. Die Kombination, die im Anspruch 1, beschrieben ist, in welcher die obere Oberfläche des Kopfs (44) im wesentlichen mit der aerodynamischen Oberfläche übereinstimmt, wobei der Schaft (38) ein axiale Werkzeugaufnahmeausnehmung (42) in seinem dem Kopf (44) entgegengesetzten Ende hat, und wobei die Kappe (50) eine kontinuierliche integrale Schicht (52) aus dielektrischem Material aufweist, welche die obere Oberfläche des Kopfs (44) abdeckt und eine im wesentlichen gleichförmige Dicke hat, so daß sie einen Teil der aerodynamischen Oberfläche bildet.

4. Die Kombination, die im Anspruch 2 beschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche des Kopfs (44) im wesentlichen mit der aerodynamischen Oberfläche übereinstimmt, der Schaft (38) eine axiale Werkzeugaufnahmeausnehmung (42) in seinem dem Kopf (44) entgegengesetzten Ende hat, und der obere Teil (52) der Kappe (50) von einer kontinuierlichen, integralen Schicht von dielektrischem Material von im wesentlichen gleichförmiger Dicke gebildet ist.

5. Die Kombination, die im Anspruch 1 beschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Oberfläche des Kopfs (62) eine Werkzeugaufnahmeausnehmung (66) vorhanden ist; und die Kappe (70) eine Schicht (72) aus dielektrischem Material von im wesentlichen gleichförmiger Dicke umfaßt, welche die obere Oberfläche bedeckt und die Ausnehmung (66) und einen Körper (74) aus dielektrischem Material umgibt, der so geformt ist, daß er die Ausnehmung (66) füllt und zusammen mit der Schicht (72) einen Teil der aerodynamischen Oberfläche bildet, und der in der Ausnehmung (66) positioniert wird, nachdem das Befestigungselement (58) zum Befestigen der Strukturen (,2 4) positioniert worden ist.

6. Die Kombination, die im Anspruch 2 beschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der oberen Oberfläche des Kopfs (62) eine Werkzeugaufnahmeausnehmung (66) vorhanden ist; und der obere Teil (72) der Kappe (70) eine Schicht von dielektrischem Material von im wesentlichen gleichförmiger Dicke umfaßt, welche die obere Oberfläche bedeckt und die Ausnehmung (66) umgibt, und einen Körper (74) aus dielektrischem Material, der so geformt ist, daß er die Ausnehmung (66) füllt und zusammen mit der Schicht den Teil der aerodynamischen Oberfläche bildet, und der in der Ausnehmung (66) positioniert wird, nachdem das Befestigungselement (58) zum Befestigen der Strukturen (2, 4) positioniert worden ist.

7. Verfahren zum Befestigen einer Flugzeugstruktur mit einer äußeren Haut (2) aus einem Kunststoffmaterial an einer anderen Flugzeugstruktur (4) und zum Verhindern, daß Blitzschläge eine innere Funkenbildung oder Bogenbildung in den Strukturen (2, 4) bewirken, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

Vorsehen eines Befestigungselements (36; 58), das einen Schaft (38; 60) und einen Kopf (42, 62) hat, von denen jeder aus einem Metall hergestellt ist, welches elektrisch leitfähiger als das Kunststoffmaterial ist und das genügend Festigkeit zum Tragen von Lasten einer vorbestimmten Größe hat;

Ausbilden eines Senklochs (6) in der äußeren Haut (2);

Positionieren des Befestigungselements (36; 58) zum Befestigen der Strukturen (2, 4) aneinander, umfassend das Positionieren des Kopfs (44; 62) in dem Senkloch;

Bedecken eines oberen Teils des Kopfs (44; 62), um zu verhindern, daß sich Blitzschläge an das Befestigungselement (36; 58) anheften; und

Ausbilden einer aerodynamischen Oberfläche aus dem bedeckten Kopf (44, 62) und äußeren Oberflächenteilen der äußeren Haut (2), die das Loch umgibt, welche aerodynamische Oberfläche genügend kontinuierlich zum Aufnehmen und Aufrechterhalten eines rißfreien Anstrichs (8) ist, der eine gleichförmige Dicke hat;

dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (44; 62) mittels einer Kappe (50, 70) aus dieiektrischem Material, die daran befestigt wird, bedeckt wird; und

das Befestigungselement (36; 58) so positioniert wird, daß es ermöglicht wird, daß die Kappe (50; 70) im wesentlichen Spalte zwischen dem oberen Teil des Kopfs (44, 62) und inneren Seitenwandteilen des Senklochs (6) füllt.

8. Verfahren, wie im Anspruch 7 beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Ausbildens der aerodynamischen Oberfläche das Füllen einer Werkzeugaufnahmeausnehmung (66) in der Oberseite des Kopfs (62) mit einem dielektrischen Material (74) nach dem Positionieren des Befestigungselements (58) zum Befestigen der Strukturen (2, 4) aneinander umfaßt.