DE60007623T2

DE60007623T2 - Abdichtungsmethode zur befestigung einer platte auf einer flugzeugstuktur

Info

Publication number: DE60007623T2
Application number: DE60007623T
Authority: DE
Inventors: David Poulton-le-Fylde FISHER; Raja Shariq Stockport ABBAS; John Stuart Preston ROBBENS; Stan Leyland WOOD
Original assignee: BAE Systems PLC
Current assignee: BAE Systems PLC
Priority date: 1999-04-20
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2020-04-12
Also published as: ES2214264T3; EP1171342A1; US20030015278A1; US6461458B1; AU3980300A; DE60007623D1; WO2000063070A1; JP2002542104A; US6915987B2; EP1171342B1; GB9909065D0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schaffung einer Abdichtung zwischen einer Flugzeugstruktur und einer abnehmbaren Platte, und die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Flugzeug oder einen Flugzeugteil mit einer derartigen Abdichtung.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Schaffung einer wasserdichten Abdichtung zwischen einer Flugzeugstruktur mit einer darin befindlichen Öffnung und einer abnehmbaren Platte, die auf der Struktur montierbar ist, um die Öffnung zu schließen. Insbesondere ist das Verfahren anwendbar zur Abdichtung auswechselbarer Platten über Flugzeugkammern, die zum Beispiel Sicherungen und/oder andere empfindliche Ausrüstungen enthalten, die zum Zwecke der Wartung und zur Pflege zugänglich sein müssen. Eine spezielle Anwendung ist die Abdichtung von Platten über die eine Radarzelle eines Flugzeugs zugänglich wird.
Allgemein ist es üblich, Platten über die eine Radarzelle zugänglich ist, mit der umgebenden Flugzeugstruktur unter Benutzung von Polysulphid-Gummi-Verbindungen als Dichtungsmittel zwischen der Platte und einem Teil der Flugzeugstruktur abzudichten, wodurch eine Zugriffsöffnung nach der Radarzelle zugänglich wird, wobei die Platte an der Flugzeugstruktur – über Befestigungsmittel festlegbar ist, die sich durch die Dichtungsverbindungen und die Gummitüllen hindurcherstrecken.
Ein allgemeines Beispiel einer derartigen Dichtungsanordnung zwischen einer Zugriffstür - und der umgebenden Flugzeugstruktur ist in der US-2576734 dargestellt.
Testverfahren haben ergeben, daß eine unzureichende Abdichtung durch diese Mittel erlangt wird, und daß ein Wassereintritt in die Räume zwischen den Befestigungsmitteln erfolgt. Es wird angenommen, daß dies eine Folge davon ist, daß die Befestigungsmittel die Platte gegen die Dichtung an der unmittelbar benachbarten Stelle überführen, aber eine unregelmäßige Neigung aufweisen, so daß die Platte nicht genau gegen den Dichtungsverbund zwischen den Befestigungsmitteln hält, wenn relativ große Abstände dazwischenliegen. Eine ausreichende Dichtung kann zwar für Platten erreicht werden, die beispielsweise genormte Speicherplätze oder relativ unempfindliche Ausrüstungen abdecken, aber derartige Dichtungen erfüllen nicht die Anforderungen elektrischer oder anderer empfindlicher Ausrüstungen.
Ein kommerzielles Dichtungsband ist auch beispielsweise in der EP-A-0303102 beschrieben. Jedoch wurde ein derartiges Band bisher nicht zur Abdichtung von Platten bei Flugzeugstrukturen benutzt, weil das Band nicht jene Lastträger-Charakteristiken aufweist, die für solche Anwendungen erforderlich sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren zur Herstellung einer Abdichtung zwischen einer Flugzeugstruktur und einer abnehmbaren Platte, die auf der Struktur montierbar ist, um eine darin befindliche Öffnung zu schließen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

es wird eine Dichtungsverbindung an der Struktur oder der Platte angebracht;
es wird eine Falzfuge in der Dichtungsverbindung angebracht;
es wird ein Abdichtband vorgesehen, welches in die Falzfuge einpaßt; und
es wird die Platte auf der Struktur befestigt, wobei die Dichtung aus der Dichtungsverbindung und dem Dichtungsband übereinandergefügt zwischen der Struktur und der Platte angeordnet sind und die Öffnung umschließen.

Die Kombination aus Dichtungsverbindung und Dichtungsband hat sich als Dichtung erwiesen, die allen Dichtungen weit überlegen ist, die durch Benutzung allein von Dichtungsmittel oder Dichtungband hergestellt wurden.
Vorzugsweise wird die Dichtungsverbindung auf der Flugzeugstruktur aufgebracht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des unten beschriebenen Verfahrens wird die Dichtungsverbindung ausgehärtet oder ausvulkanisiert, und die Falzfuge wird gleichzeitig in der Dichtungsverbindung ausgebildet und danach wird das Band in die Falzfuge eingelegt.
Die Dichtungsverbindung kann eine Polysulphid-Gummi-Verbindung sein.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung betrifft diese ein Flugzeug oder ein Flugzeugteil mit einer Struktur, die darin eine Öffnung aufweist, wobei eine abnehmbare Platte die Öffnung abschließt, und eine Dichtung zwischen der Platte und der Struktur vorgesehen ist, wobei die Dichtung folgende Teile aufweist:

eine Dichtungsverbindung, die die Öffnung umgibt, und in der eine Falzfuge angeordnet ist, und
wobei ein Dichtungsband in die Falzfuge eingelegt ist.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Schaffung einer Dichtung zwischen einer Flugzeugstruktur und einer abnehmbaren Platte, die auf der Struktur montierbar ist, um eine darin befindliche Öffnung abzuschließen, wobei die Vorrichtung die folgenden Teile umfaßt:

Mittel zum Aufbringen einer Dichtungsverbindung auf der Struktur oder der Platte;
Mittel zur Erzeugung einer Falzfuge in der Dichtungsverbindung;
Mittel zum Einlegen eines Dichtungsbandes, das in die Falzfuge einpaßt; und
Mittel zur Befestigung der Platte an der Struktur, wobei die Dichtung aus der Dichtungsverbindung und dem Dichtungsband besteht, die übereinanderliegend zwischen der Struktur und der Platte angeordnet sind, und die Öffnung umschließen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
1 ist eine Teilschnittansicht durch eine Flugzeugstruktur, die darin eine Öffnung aufweist, die durch eine abnehmbare Platte verschließbar ist, wobei Ausnehmungen um die Öffnung herum angeordnet sind;
2 ist eine der 1 entsprechende Teilschnittansicht mit einem Blindstecker, der in eine entsprechende Ausnehmung eingesteckt ist;
3 ist eine der 1 entsprechende Teilschnittansicht, die die auf die Flugzeugstruktur um die Öffnung herum aufgebrachte ungehärtete Dichtungsstruktur zeigt;
4 ist eine der 1 entsprechende Teilschnittansicht, die ein Aushärtwerkzeug erkennen läßt, das auf die Dichtungsverbindung aufgesetzt ist;
5 ist eine der 1 entsprechende Teilschnittansicht, während die Dichtungsverbindung zugerichtet wird;
6 ist eine der 1 entsprechende Teilschnittansicht mit der Dichtungsverbindung, bereit zur Benutzung als Dichtungsanordnung;
7 ist eine der 1 entsprechende Teilschnittansicht mit der entfernbaren Platte, die gerade auf die Flugzeugstruktur aufgebracht wird.
Nunmehr wird auf 1 Bezug genommen. Hier ist ein Flugzeugteil 10 dargestellt, das eine Öffnung 12 aufweist, über die eine nicht dargestellte Radarzelle des Flugzeugs zugänglich ist. Der Flugzeugteil 10 besteht aus einer Struktur 14, mit einem Hilfsrahmen 16, der die Öffnung 12 definiert, und einer Beplankung 18, die von der Öffnung 12 zurückversetzt ist, so daß eine Oberfläche 20 des Hilfsrahmens 16 innerhalb eines Randes 22 der Beplankung 18 liegt. Öffnungen 24, von denen eine in 1 dargestellt ist, sind in der freiliegenden Fläche 20 des Hilfsrahmens 16 angeordnet, um Befestigungsmittel aufzunehmen, die eine Platte 26 (die in 7 dargestellt ist) mit der Struktur 14 zu verbinden.
Um eine wasserdichte Abdichtung im Betrieb zwischen der Struktur 14 und der Platte 26 zu gewährleisten, sind Dichtungsmittel dazwischen vorgesehen, und das Verfahren zur Erzeugung dieser Dichtungsmittel ist in den 2 bis 7 dargestellt.
Im ersten Schritt des Dichtungsverfahrens, der in 2 dargestellt ist, wird ein Blindstecker 27 in die dargestellte Öffnung 24 eingesteckt, und der Blindstecker 27 wird vor der Benutzung mit einem Trennmittel bestrichen.
In dem zweiten Schritt des Verfahrens, der in 3 dargestellt ist, wird eine flüssige Dichtungsverbindung 28 über die volle Oberfläche 20 des Hilfsrahmens 16 gegossen, die die Öffnung 12 innerhalb des Randes 22 der Beplankung 18 umschließt. Die flüssige Dichtungsverbindung 28 strömt über diese Oberfläche 20, um diese voll zu bedecken, aber die Blindstecker 27 verhindern, daß die flüssige Dichtungsverbindung in die Öffnungen 24 eintritt. Im vorliegenden Fall wird eine Polysulphid-Gummi-Verbindung als Dichtungsverbindung benutzt.
Im nächsten Schritt des Verfahrens, der in 4 dargestellt ist, wird ein Aushärtwerkzeug 30 auf die Oberfläche der flüssigen Dichtungsverbindung 28 gesetzt, um die Dichtungsverbindung auszuhärten, und diese Verbindung in eine geeignete Form zu bringen, in der eine Abdichtung gewährleistet wird. Das Aushärtwerkzeug 30 wird auch mit einem Trennmittel bestrichen, bevor es benutzt wird, und es kann entweder eine äußere Wärmequelle benutzt werden, oder eine Heizeinrichtung innerhalb des Aushärtwerkzeugs 30 kann zur Beschleunigung der Aushärtung Anwendung finden.
Wie in 4 dargestellt, besteht das Aushärtwerkzeug aus einem offenen Metallrahmen 34, der ein Profil besitzt, das jenem Abschnitt 20 der Struktur 14 entspricht, die die Öffnung 12 umgibt und es werden mehrere Öffnungen 36 ausgebildet, die den Öffnungen 24 in der Struktur 14 entsprechen und so angeordnet werden, daß sie über den Blindsteckern 27 zu liegen kommen. Eine äußere Oberfläche 38 des Aushärtwerkzeugs 30 hat am Rand geringere Abmessungen als der Abstand zwischen gegenüberliegenden Teilen des Randes 22 der Beplankung 18 aus Gründen, wie sie unten erläutert werden. Außerdem besitzt das Aushärtwerkzeug 30 eine vorstehende Rippe 40, die sich rund über den Rahmen 34 erstreckt und deren Zweck ebenfalls weiter unten erläutert wird.
Wenn das Aushärtwerkzeug 30 auf die flüssige Dichtungsverbindung 28 aufgelegt wird, werden jene Abschnitte der Verbindung, die erhitzt werden, zusammengepreßt und ausgehärtet. Die verbleibenden Abschnitte der Verbindung im Bereich der gegenüberliegenden Oberflächen 22, 38 von Beplankung 18 und Werkzeug 34, und benachbart zur Öffnung 12, werden, wie aus 5 ersichtlich, bezüglich der überstehenden Teile beschnitten.
Danach werden Aushärtwerkzeug 34 und Blindstecker 27 entfernt, um das Dichtungselement 41, wie in 6 dargestellt, zu belassen, und das Dichtungselement weist einen Boden 42 auf, der die Oberfläche 20 des Hilfsrahmens 16 bedeckt und die Öffnung 12 umschließt, wobei ein vorstehender Umfangsrand 44 den Rand 22 der Beplankung 18 flankiert. Eine durchgehende Falzfuge 46 ist im Dichtungselement 41 durch die Rippe 40 des Aushärtwerkzeugs 30 eingeformt und diese erstreckt sich rings um die Öffnung 12. Die Öffnungen 47 sind durch die Blindstecker 27 ebenfalls auf die Öffnungen 24 ausgerichtet.
Als nächstes wird ein Dichtungsband 48 mit einer integralen Klebeoberfläche in die Falzfuge 46 über die Gesamtlänge eingelegt. Das Dichtungsband 48 umschließt demgemäß die Öffnung 12 vollständig, und das Dichtungselement 41 und das Dichtungsband 48 bilden zusammen eine Dichtung 50, rings um die Öffnung 12. Dabei ist zu bemerken, daß die obere Oberfläche des Dichtungsbands 48 etwas gegenüber der benachbarten Oberfläche des Dichtungelements 41 vorsteht.
Als nächstes wird die Platte 26 wie dargestellt auf die Flugzeugstruktur 14 aufgelegt. Die abnehmbare Platte 26 ist so bemessen, daß sie mit Paßsitz in den vorstehenden Rand 44 des Dichtungselementes 41 einsteht, und sie ist mit Öffnungen 52 versehen, die den Öffnungen 24 im Hilfsrahmen 16 entsprechen, um nicht dargestellte Befestigungsglieder aufzunehmen. Wenn die Platte 26 auf die Struktur 14 abgesenkt wird, kommt sie zunächst mit der vorstehenden Oberfläche des Dichtungsbandes 48 in Berührung und preßt dann das Dichtungsband 48 und auch das Dichtungselement 41 zusammen. Die zwischen der Platte 26 und dem Hilfsrahmen 16 angeordneten Befestigungsglieder halten das Dichtungsband 48 und das Dichtungselement 41 im zusammengepreßten Zustand und gewährleisten, daß eine wasserdichte Abdichtung 50 zwischen der Platte 26 und der Flugzeugstruktur 14 aufrechterhalten wird.
Experimentelle Versuche haben gezeigt, daß eine gute wasserdichte Abdichtung und eine ausgezeichnete Lastübertragungskapazität unter normalen Flugzeugbedingungen durch die Kombination von Dichtungselement 41 und Dichtungsband 48 erreicht werden kann, während eines dieser Dichtungsteile keine ausreichende Abdichtung gewährleistet.
Es sind zahlreiche Modifikationen des beschriebenen Verfahrens möglich. Beispielsweise kann das Dichtungsband ursprünglich auf der Platte 26 aufgebracht werden, statt auf dem Dichtungselement 41, wenn es auf die Falzfuge 46 im Dichtungselement 41 ausgerichtet ist. Der Effekt ist der gleiche, nachdem die Platte 26 auf der Struktur 14 angebracht ist.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Dichtungsverbindung 28 zuerst auf die Platte 26 aufzubringen und das Aushärtwerkzeug 30 zu benutzen, um die Dichtungsverbindung auf der Platte 26 auszuhärten. Dann wird eine Falzfuge 46 in gleicher Weise wie oben vorgesehen und das Dichtungsband 48 kann entweder direkt in die Falzfuge 46 des ausgehärteten Dichtungselements 41 aufgebracht werden oder indirekt beim Einbau der Platte 26 in die Flugzeugstruktur 14.
Gemäß dem beschriebenen Verfahren kann die Dichtungsverbindung 28 durch Wärme ausgehärtet werden, jedoch sind auch andere Aushärtmethoden möglich, beispielsweise kann eine chemische Aushärtung benutzt werden.
Die Dichtungsverbindung bei dem beschriebenen Verfahren ist eine standardisierte Polysulphid-Gummi-Verbindung, aber es können auch andere Dichtungsverbindungen benutzt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Abdichtung zwischen einer Flugzeugstruktur (14) und einer abnehmbaren Platte (26), die auf der Struktur montierbar ist, um eine Öffnung (12) abzuschließen, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: es wird eine. Dichtungsverbindung (28), beispielsweise eine Polysulphid-Gummi-Verbindung, auf die Struktur oder die Platte aufgetragen; es wird eine Falzfuge (46) in der Dichtungsverbindung eingeformt; es wird ein Dichtungsband (48) vorgesehen, das in die Falzfuge einpaßt; und es wird die Platte auf der Struktur befestigt, wobei die Abdichtung aus Dichtungsverbindung und Dichtungsband als Schichtenkörper zwischen die Struktur und die Platte eingefügt wird, und die Öffnung umschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsband (48) in die Falzfuge (46) der Dichtungsverbindung (28) eingefügt wird, bevor die Platte (26) an der Struktur (14) befestigt wird und vorzugsweise erfolgt die Aushärtung der Dichtungsverbindung (28) vor Einlegen des Dichtungsbands (48) in die Falzfuge (46).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsverbindung (28) auf der Struktur (14) um die Öffnung (12) herum aufgebracht wird, und die Struktur einen Hilfsrahmen (16) aufweist, der die Öffnung definiert, derart, daß eine Beplankung (18) von der Öffnung (12) zurückversetzt wird, und die Dichtungsverbindung (28) auf den Hilfsrahmen (16) aufgebracht wird, um den Boden (42) um die Öffnung herum und einen aufstehenden Rand (44) zu bilden, der einen Rand (22) der Beplankung (18) flankiert.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (26) innerhalb des Randes (44) der Dichtungsverbindung (28) derart aufgenommen wird, daß diese Platte mit der Beplankung (18) fluchtet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Befestigungsöffnung (47) in der Dichtungsverbindung (28) angebracht wird, um Befestigungsglieder aufzunehmen, mit denen die Platte auf der Struktur festgelegt wird.
Flugzeug oder Flugzeugteil, mit einer Struktur (14), die eine Öffnung (12) darin aufweist, und mit einer abnehmbaren Platte (26) zum Verschließen der Öffnung und mit einer Abdichtung (50) zwischen der Platte und der Struktur, wobei die Abdichtung gekennzeichnet ist, durch die folgenden Maßnahmen: eine Dichtungsverbindung (28), beispielsweise eine Polysulphid-Gummi-Verbindung, umschließt die Öffnung und besitzt eine darin ausgeformte Falzfuge (46); und in der Falzfuge ist ein Dichtungsband (48) eingefügt.
Flugzeug oder Flugzeugteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur einen Hilfsrahmen (16) aufweist, der die Öffnung und einen von der Öffnung zurückversetzten Teil der Beplankung (18) definiert, wobei eine Dichtungsverbindung einen Boden (42) auf dem Hilfsrahmen um die Öffnung herum bildet, und ein vom Boden vorstehender Rand (44) einen Rand (22) der Beplankung flankiert.
Flugzeug oder Flugzeugteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte innerhalb des Randes der Dichtungsverbindung derart aufgenommen wird, daß die Platte mit der Beplankung fluchtet.
Flugzeug oder Flugzeugteil nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet, durch Befestigungsglieder zur Befestigung der Platte auf der Struktur, wobei sich die Befestigungsglieder durch die Befestigungsöffnungen (47) in der Dichtungsverbindung erstrecken.
Vorrichtung zur Erzeugung einer Abdichtung zwischen einer Flugzeugstruktur und einer abnehmbaren Platte, die auf der Struktur montierbar ist, um eine darin befindliche Öffnung abzuschließen, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: Mittel zum Auftragen einer Dichtungsverbindung (28) auf der Struktur (14) oder der Platte (26); Mittel zur Ausformung einer Falzfuge (46) in der Dichtungsverbindung; Mittel zur Anordnung eines Dichtungsbands (48), das in die Falzfuge einpaßt; und Mittel zur Befestigung der Platte auf der Struktur, wobei die aus Dichtungsverbindung und Dichtungsband bestehende Dichtung (50) übereinandergefügt zwischen die Struktur und die Platte gefügt werden, und dabei die Öffnung (12) umschließen.