DE3922025C1 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für tragende
Strukturen von Luft- und Raumfahrzeugen zur Vermeidung
von Beschädigungen infolge explosiver Dekompression,
bestehend aus wenigstens einem Dekompressionspanel, das
mittels eines einen Anlageflansch aufweisenden Rahmens
aus wenigstens einer Halteeinrichtung in einer einzelne
Räume trennenden Zwischenwand des Fahrzeuges montiert
ist, wobei das Panel bei Erreichen von vorbestimmten
Auslösedruckverhältnissen zwischen einer Innen- und
Außenseite aus der Zwischenwand drückbar ist.
Bei Luft- und Raumfahrzeugen können explosive
Dekompressionen auftreten, wenn diese in Höhen mit
deutlich niedrigerem Luftdruck als in Bodennähe flie
gen. Da es innerhalb von Luft- und Raumfahrzeugen nötig
ist, Luftdruckverhältnisse wie in Bodennähe zu schaf
fen, entsteht im Rumpf gegenüber der Umgebung ein
Überdruck. Innerhalb derartiger Fahrzeuge ist es zudem
erforderlich, ein Druckausgleichssystem für Räume zu
schaffen, die durch Zwischenwände getrennt sind, wie
beispielsweise zwischen Passagier- und Frachtraum. Ohne
ein Druckausgleichssystem würde bei einer explosiven
Dekompression die Gefahr einer Zerstörung der Zwi
schenwand und der darin üblicherweise verlegten Steu
ersysteme sowie tragender Strukturen des Luft- und
Raumfahrzeuges drohen.
Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits in der DE-PS
37 15 328 offenbart. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist
ein Dekompressionpanel in einen Rahmen eingesetzt, der
auf einer Seite einen Anlageflansch sowohl für das
Dekompressionspanel als auch für die Zwischenwand auf
weist. An der anderen Seite des Rahmens sind mehrere,
das Dekompressionspanel und die Zwischenwand übergrei
fende spezielle Sollbruchstellen aufweisende Haltefe
dern angebracht. Als nachteilig ist hierbei anzusehen,
daß eine Änderung der Auslösedruckverhältnisse nur über
eine entsprechende und mit hohem Fertigungsaufwand er
reichbare Gestaltung der Haltefedern möglich ist. Es
ist weiterhin zu berücksichtigen, daß sich die Montage
derartiger Haltefedern außerordentlich aufwendig und
umständlich gestaltet und beim Bruch einer Haltefeder
ein vollständiger Austausch derselben erforderlich ist.
Überdies vermag das vorbekannte Dekompressionspanel
nicht mit ausreichender Sicherheit Beschädigungen an
tragenden Strukturen zu vermeiden, da aufgrund des
Funktionsprinzips eine gewünschte Freigabe großer
Strömungsquerschnitte in kürzester Zeit zur Minderung
der Verzögerung einer explosiven Dekompression nicht in
befriedigendem Maße erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuver
lässige Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu
schaffen, die mit geringem Fertigungsaufwand eine Mon
tage ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Pa
tentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft
weiterbilden, sind den nachgeordneten Patentansprüchen
zu entnehmen.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Vor
richtung ist jede Halteeinrichtung als Auslöseverschluß
ausgebildet, der mit einer Grundplatte auf dem Rahmen
an der dem Flansch gegenüberliegenden Seite befestigt
ist und der jeweils über wenigstens einen Verschlußhe
bel an die Zwischenwand und an das Panel angreift, wo
bei jeder Verschlußhebel schwenkbar an der Grundplatte
befestigt ist und in seiner Haltestellung durch eine
Schersicherung gesichert ist. Ein derartiger Auslöse
verschluß läßt sich außerordentlich einfach herstellen
und montieren und bietet auch in vorteilhafter Weise
die Möglichkeit, bestimmte Auslösedruckverhältnisse
zwischen der Innen- und der Außenseite des Panels durch
entsprechende Dimensionierung und/oder Werkstoffwahl
der Schersicherung und/oder durch Änderung der Ver
schlußhebellänge einzustellen. Günstig ist zudem, daß
bei Betätigung des Auslöseverschlusses stets nur ein
definierter Bruch der Schersicherung statt ein Bruch
eines Verschlußhebels vorgesehen ist. Hierdurch ent
fällt bei der Dimensionierung der Verschlußhebel das
Vorsehen einer Sollbruchstelle.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
sind alle Verschlußhebel an derselben Drehachse
schwenkbar. Hierdurch wird eine besonders
einfache und teilearme Gestaltung des Auslösever
schlusses geschaffen.
Die Gestaltung der Verschlußhebel ist gemäß einer be
vorzugten Ausbildungsalternative gleichartig, wobei die
Verschlußhebel auf der Drehachse abwechselnd für den
seitlichen Angriff an die Zwischenwand und an das Panel
gelagert sind und vorzugsweise jeder Verschlußhebel an
der Drehachse über einen Scherstift in seiner Anlage
stellung gesichert ist.
Bei dieser Ausgestaltung der Verschlußhebel wird die
Montage insbesondere dann erleichtert, wenn die Ver
schlußhebel oberhalb ihres Drehachsenlagerbereiches
Spannmontagenocken aufweisen, die vorteilhaft lediglich
mit einem Spannwerkzeug beaufschlagt werden, um die
Scherstifte in der Anlagestellung der Verschlußhebel
einzusetzen.
Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung
weist der Verschluß wenigstens einen Verschlußhebel
auf, der im Lagerbereich von einem anderen gabelförmig
ausgebildeten Lagerhebel umgeben ist, wobei vorzugs
weise alle Verschlußhebel an dem Grundteil in ihrer
Anlagestellung durch einen gemeinsamen Scherstift
gesichert sind. Günstig ist es für die Montage bei
dieser Ausgestaltung des Verschlusses ferner, wenn die
Verschlußhebel oberhalb ihres Drehachsenlagerbereiches
eine Druckmontagefläche aufweisen, die zur Montage
lediglich durch eine geeignete Pressvorrichtung
beaufschlagt werden muß.
Vorzugsweise ist zur Montageerleichterung und einfachen
Gestaltung des Auslöseverschlusses die Drehachse an dem
Grundteil durch wenigstens einen Scherstift drehgesi
chert.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin
dung schematisch dargestellt.
Fig. 1 eine Darstellung einer Zwischenwand eines
Luft-/ Raumfahrzeugs mit zwei eingebauten
Vorrichtungen;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten
Ausbildungsform eines Auslöseverschlusses mit
gleichartigen Verschlußhebeln;
Fig. 3 eine Vorderansicht auf einen gegenüber Fig. 2
modifizierten Auslöseverschluß, bei dem die
Verschlußhebel oberhalb ihres Drehachsenla
gerbereiches angeformte Spannmontagenocken
aufweisen;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren
Ausbildungsform eines Auslöseverschlusses mit
ungleichartigen Verschlußhebeln;
Fig. 5 eine Vorderansicht der in Fig. 2 und 4 darge
stellten Varianten des Auslöseverschlusses,
wobei eine Beaufschlagung der Druckmontage
flächen der Verschlußhebel durch eine
Pressvorrichtung zu Montagezwecken angedeutet
ist;
Fig. 6 eine Schnittansicht durch eine Vorrichtung zur
Erläuterung der Verhältnisse der druckbeauf
schlagten Flächen im Bereich des Dekompres
sionspanels;
Fig. 7 eine Darstellung der Wirkungsweise der Vor
richtung bei schlagartig auftretendem höheren
Innendruck;
Fig. 8 eine Darstellung der Wirkungsweise der Vor
richtung gemäß Fig. 6 bei schlagartig auftre
tendem höheren Außendruck.
In Fig. 1 sind schematisch zwei Vorrichtungen 10 zur
Vermeidung von Beschädigungen tragender Strukturen von
Luft- oder Raumfahrzeugen infolge explosiver Dekom
pression dargestellt. Jede Vorrichtung 10 besteht aus
einem Dekompressionspanel 11, das in einer Zwischenwand
12 eines Luft- und/oder Raumfahrzeuges mittels eines
Rahmens 13 und mehrerer Verschlüsse 14 montiert ist.
Die Auslöseverschlüsse 14 sind gleichmäßig über den
Umfang des Dekompressionspanels 11 angeordnet und auf
dem Rahmen 13 befestigt. Sie stützen sich mit drehbar
gelagerten Verschlußhebeln außen an der Zwischenwand 12
und nach innen an dem Panel 11 ab, wobei, wie aus Fig.
6 zu entnehmen ist, der Rahmen 13 an der den Auslöse
verschlüssen 14 gegenüberliegenden Seite einen um
laufenden Anlageflansch 15 besitzt. An der Rahmen
außenseite liegt der Flansch 15 über eine Dichtung 16
an der Zwischenwand 12 an, während der Flansch 15 an
der Rahmeninnenseite über eine Dichtung 17 an dem Panel
anliegt. Die dargestellten Verhältnisse sind auch aus
den Fig. 3 und 5 zu ersehen.
Gemäß Fig. 2 ist eine erste Ausbildungsform des Auslö
severschlusses 14 gezeigt, der aus einer Grundplatte 18
besteht, auf der senkrechte Lagerflansche 19 und 20
befestigt sind. Zwischen den Lagerflanschen 19 und 20
erstreckt sich eine Drehachse 21, die an den Lagerfla
nschen 19 und 20 jeweils durch Scherstifte 22 dreh- und
verschiebungsfest gelagert ist. Auf der Drehachse 21
sind drei Verschlußhebel 23 gelagert, die jeweils eine
identische Form ähnlich einem Kipphebel besitzen. Die
Verschlußhebel 23 sind auf der Drehachse 21 so gela
gert, daß sie sich abwechselnd nach rechts
und nach links erstrecken, um an die Zwischenwand 12
und das Panel 11 anzugreifen. Gesichert sind die Ver
schlußhebel 23 jeweils durch einen Scherstift 24 an der
Drehachse 21. Im fertig montierten Zustand ist die An
ordnung derart ausgebildet, daß sich jeder Scherstift
durch eine passende Bohrung des Verschlußhebels 23 und
die Drehachse in der Anlagestellung des Verschlußhebels
23 erstreckt. Dabei wird die Länge des Scherstiftes 24
so bemessen, daß entweder einer oder zwei Scherstellen
zwischen Verschlußhebel 23 und Drehachse 21 vorliegen,
wodurch in günstiger Weise die Abscherbedingungen
verändert werden können.
Gemäß Fig. 3 kann die Montage des Auslöseverschlusses
14′ besonders dadurch vereinfacht werden, daß im
Bereich der Flächen 25 an den Verschlußhebeln 23′
Spannmontagenocken 26 angeformt sind. In Fig. 3 ist
durch beiderseits der Spannmontagenocken dargestellte
Pfeile die Betätigungsrichtung eines nicht darge
stellten Spannwerkzeuges angedeutet, wobei die
Scherstifte 24 in der letzten Phase vor dem voll
ständigen Einsetzen gezeigt sind.
Bei der in Fig. 4 dargestellten alternativen Ausbil
dungsform des Auslöseverschlusses 14′′ ist ein Ver
schlußhebel 23′′ dargestellt, der von einem gabelförmig
ausgebildeten Verschlußhebel 23′′ im Lagerbereich auf
der Drehachse 21 umgeben ist. Die Verschlußhebel 23′′
und 23′′′ weisen vergrößerte Andruckköpfe 27 und 28
auf. Gesichert sind die Verschlußhebel 23′′ und 23′′′
an den Flanschen 19 und 20 der Grundplatte 18 über
einen Scherstift 29, der sich in der Montagestellung
durch eine Bohrung parallel zur Drehachse 21 erstreckt.
Eine vereinfachte Montagemöglichkeit für die in Fig. 4
dargestellte Ausbildungsform des Auslöseverschlusses 14′′
zeigt Fig. 5. Hier sind die Druckmontageflächen 25
einen Scherstift 29, der sich in der Montagestellung
durch eine Bohrung parallel zur Drehachse 21 erstreckt.
Eine vereinfachte Montagemöglichkeit für die in Fig. 4
dargestellte Ausbildungsform des Auslöseverschlusses 14′′
zeigt Fig. 5. Hier sind die Druckmontageflächen 25
durch eine flache schematisch dargestellte Druckvor
richtung 30 beaufschlagt, die die gesamte Vorrichtung
gegen einen Gegenhalter 31 drückt. In dieser Montage
stellung kann der Scherstift 29 problemlos zur Siche
rung der Anlagestellung der Verschlußhebel 23′′ und
23′′′ eingeführt werden.
Der Scherstift 29 kann jedoch vor der Montage bereits
eingesetzt werden und die Verschlußhebel 23′′ und 23′′′
in Anlagestellung halten. In diesem Fall wird der Aus
löseverschluß 14′′ durch Nieten oder Schrauben auf dem
Rahmen befestigt. Die Druckvorrichtung 30 und der
Gegenhalter 31 wirken in diesem Fall direkt auf den
Rahmen 13 mit seinem Flansch 15 ein und pressen durch
die zusätzliche und gleichzeitige Anlage am Dekompres
sionspanel 11 und der Zwischenwand 12 die Dichtungen 16
und 17 soweit zusammen, daß während des Befestigungs
vorganges der Grundplatte 18 die Verschlußhebel 23′′
und 23′′′ entlastet sind.
Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt einer Vorrichtung, wobei
an der Unterseite strichpunktiert eine Angriffsfläche
32 für den mit dicken Pfeilen dargestellten Innendruck
und oberhalb eine vergleichsweise größere strichpunk
tierte Angriffsfläche 33 für den mit kleineren Pfeilen
dargestellten Außendruck gezeigt ist. Durch den Unter
schied der Angriffsflächen 32 und 33 ergibt sich ein
Kräfteverhältnis, welches Einfluß auf die erforderliche
Zahl der Auslöseverschlüsse pro Panel, die Wahl der
Werkstoffe und des Durchmessers, der Anzahl der
Scherstellen bei den Scherstiften sowie auf die Dimen
sionierung der Verschlußhebellängen hat.
Bei schlagartig höherem Innendruck (Blow-out) wird die
Angriffsfläche 32 beaufschlagt, die der Oberfläche des
Panels 11 abzüglich der umlaufenden Dichtfläche
(Flansch 15 und Dichtung 17) entspricht, vergleiche
Fig. 7. Dabei bewegt sich das Panel 11 gegen den Ver
schlußhebel 23 und verschwenkt diesen um die Drehachse
21 nach Abscherung des Scherstiftes 29 nach oben. Das
Panel 11 wird dann von dem Verschlußhebel 23 freige
geben und gibt einen außerordentlich großen Strömungs
querschnitt frei, der die Auswirkungen der explosiven
Blow-out - Dekompressionen deutlich mindert.
Wenn, wie in Fig. 8 dargestellt, ein explosionsartiger
Außendruck (Blow-in) auftritt, so wirkt dieser auf die
insgesamt größere Angriffsfläche 33, die sich aus der
Fläche des Panels 11 und der Fläche des Rahmens 13 er
gibt. Nunmehr verschwenken die an der Zwischenwand 12
anliegenden Verschlußhebel 23 um die Achse 21, scheren
den Scherstift 29 ab und geben eine Fläche zum Druck
ausgleich frei, die der Fläche des Rahmens 13 und des
Dekompressionspanels entspricht.
Claims (9)
1. Vorrichtung für tragende Strukturen von Luft- und
Raumfahrzeugen zur Vermeidung von Beschädigungen
infolge explosiver Dekompression, bestehend aus
wenigstens einem Dekompressionspanel, das mittels
eines einen Anlageflansch aufweisenden Rahmens aus
wenigstens einer Halteeinrichtung in einer einzelne
Räume trennenden Zwischenwand des Fahrzeugs mon
tiert ist, wobei das Panel bei Erreichen von vor
bestimmten Auslösedruckverhältnissen zwischen
seiner Innen- und Außenseite aus der Zwischenwand
drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede
Halteeinrichtung als Auslöseverschluß (14, 14′, 14′′)
ausgebildet ist, der mit einer Grundplatte (18) auf
dem Rahmen (13) an der dem Flansch (15) gegen
überliegenden Seite befestigt ist und der jeweils
über wenigstens einen Verschlußhebel
(23, 23′, 23′′, 23′′′) an die Zwischenwand (12) bzw.
an das Panel (11) angreift, wobei jeder
Verschlußhebel (23, 23′, 23′′, 23′′′) schwenkbar an
der Grundplatte (18) befestigt ist
und in seiner Haltestellung durch eine Schersiche
rung (24, 29) gesichert ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Verschlußhebel (23, 23′, 23′′, 23′′′) an
der selben Drehachse (21) schwenkbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß gleichartige Verschlußhebel
(23, 23′) vorgesehen sind, die auf der Drehachse
(21) abwechselnd für den seitlichen Angriff an die
Zwischenwand (12) und an das Panel (11) gelagert
sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß jeder Verschlußhebel (23, 23′) an der
Drehachse (21) über einen Scherstift (24) in seiner
Anlagestellung gesichert ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche der vorange
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verschlußhebel (23, 23′, 23′′, 23′′′) oberhalb ihres
Drehachsenlagerbereichs eine Druckmontagefläche
(25) aufweisen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Verschluß (14′′) wenigstens
einen Verschlußhebel (23′′) aufweist, der im
Drehachsenlagerbereich von einem anderen gabel
förmig ausgebildeten Verschlußhebel (23′′′) umgeben
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich
net, daß alle Verschlußhebel (23′′, 23′′′) an dem
Grundteil (18) in ihrer Anlagestellung durch einen
Scherstift (29) gesichert sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Verschlußhebel (23′) oberhalb
ihres Drehachsenlagerbereiches einen Spannmontage
nocken (26) aufweisen.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Drehachse (21) an dem
Grundteil (18) durch wenigstens einen
Scherstift (22) lagegesichert ist.
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