DE602792C - Aus rohrfoermigen Holmen und entsprechend dem Umriss gekruemmten Diagonalversteifungen bestehendes Rumpfgeruest fuer Flugzeuge - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Flugzeugrumpfgerüst, bestehend aus rohrförmigen Holmen und entsprechend der Umrißform, des Rumpfes gekrümmten, sich mit den Holmen und untereinander kreuzenden Diagonalversteifungen. Bei Flugzeugrumpfgerüsten dieser Art war es bis jetzt üblich, die in der einen Richtung verlaufenden Diagonalversteifungen über die Holme und Querspanten zu ziehen und die in der entgegengesetzten Richtung verlaufenden Diagonalversteifungen den ersterwähnten Diagonalversteifungen zu überlagern, so daß die Längsmittelachsen der Diagonalversteifungen sowohl unter sich als auch gegenüber den Längsmittelachsen der Holme einen gewissen Abstand bewahrten.

Der Zweck der Erfindung ist Schaffung eines Flugzeugrumpfgerüstes, dessen Konstruktion im Gewicht leichter ist als andere schon bekannte Konstruktionen, aber dennoch große Festigkeit besitzt.

Um dies zu erreichen, werden die Diagonalversteifungen nicht mehr in der bis jetzt gewohnten Weise einander und den Holmen überlagert, sondern es werden erfindungsgemäß als Diagonalversteifungen Bänder verwendet, die zur Rumpfachse hochkant gesetzt und derart angeordnet sind, daß ihre nach geodätischen Linien verlaufenden neutralen Achsen sich sowohl untereinander als auch mit den Achsen der Holme schneiden. Bei einer solchen Bauart haben die Holme und ihre Diagonalversteifungen alle einen und denselben Mindestabstand gegenüber der Rumpfaußenhaut, und somit ist es möglich, aus dem Material, aus welchem das Rumpfgerüst hergestellt ist, den größten Nutzeffekt hinsichtlich Widerstandsfähigkeit gegenüber Torsions- und Biegungsbeanspruchungen herauszuholen. Einer jeden Diagonalstrebe wird durch die sich mit ihr kreuzende, entgegengesetzt verlaufende Diagonalstrebe das Gleichgewicht gehalten, so daß alle Biegungs- und Torsionsbeanspruchungen des Rumpfes von den Holmen und Diagonalversteifungen selbst aufgenommen werden und die Notwendigkeit des Einbaues von Querspanten sich vollkommen erübrigt. Die Diagonalversteifungen selbst dienen als Formstücke für die Bespannung des Rumpfgerippes. Bei allen Torsions- und Biegungsbeanspruchungen eines im Sinne der Erfindung hergestellten Rumpfgerüstes sind die Druckkräfte, die die Krümmung der einen Diagonalversteifung zu vergrößern trachten, genau ebenso groß wie die Druckkräfte, die die Krümmung der anderen ent-

gegengesetzt verlaufenden Diagonalversteifung zu verringern trachten. Somit wird in einem jeden Feld dadurch, daß erfindungsgemäß die einander entgegengesetzt verlauf enden Diagonalversteifungen in ihrem Schnittpunkt (Knotenpunkt) fest zusammengeschlossen sind, den die Krümmung der einen Diagonalversteifung vergrößernden Kräften das Gleichgewicht lediglich durch jene Kräfte to gehalten, die die Krümmung der entgegengesetzt verlaufenden anderen Diagonalversteifung zu verringern trachten. In jedem Feld sind die mit ihren neutralen Achsen geodätisch verlaufenden, sich sowohl untereinander als auch mit den Achsen der Holme schneidenden Diagonalversteifungen in ihren Schnittpunkten, also da wo sie sich kreuzen und auch gleichzeitig schneiden, durch Knotenbleche o. dgl. fest zusammengeschlossen und mit ihren Enden an den Holmen befestigt, z. B. vermittels besonderer Anschlußstücke. Für diese Bauart beträgt entsprechend den Gesetzen über die Auswirkung von Querkräften bei einem an seinen Enden fest eingespannten Balken das Biegungsmoment in jedem Abschnitt einer jeden Diagonalversteifung ungefähr ¹Z₁₂ des Wertes, welcher gegeben wäre, wenn in jedem Feld jede Diagonalversteifung ihre volle Länge behalten hätte.

Für die Erfindung ist es besonders kennzeichnend, daß die neutrale Achse einer jeden Diagonalversteifung ihre Form als wahre geodätische Linie der gewünschten Rumpfoberfläche beibehält, weil die Diagonalversteifung, verglichen mit ihrer Breite, radial eine große Höhe besitzt.

An Stelle einfacher, im Querschnitt rechteckiger Bänder können als Diagonalversteifungen auch solche mit U-förmigem Querschnitt verwendet werden; mit ihrem Steg werden sie radial gesetzt und mit den Flanschen zur gewünschten Rumpfoberfläche parallel geführt.

Jede Diagonalversteifung in irgendeinem Feld bildet die Fortsetzung einer ebensolchen Diagonalversteifung des benachbarten Feldes und, da die Diagonalversteifungen mit ihren neutralen Achsen einer geodätischen Linie folgen, ergeben sich zwei von Feld zu Feld und somit von einem Rumpfende bis zum anderen ununterbrochen und entgegengesetzt verlaufende geodätische Windungen.

Die Erfindung soll an einem auf den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben werden, und zwar zeigen Fig. 1 das Schwanzende eines im Sinne der Erfindung hergestellten Flugzeugrumpfgerüstes, Fig. 2 in größerem Maßstab und von der Seite geseilen eine Rumpfgerüstzelle mit Teilen der sich rechts und links daran anschließenden Nachbarzellen; diese Zellen sind im Gegensatz zu den in Fig. 1 dargestellten, nach hinten verjüngten Zellen mit parallelen Seiten ausgeführt, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2 und Fig. 4 und 5 die Befestigung der Diagonalversteifungen in ihren Knotenpunkten und an den Holmen.

Gemäß Fig. 1 und 3 besteht das Rumpfgerüst aus vier rohrförmigen Holmen a, a\ ar, α³, von denen in Fig. 1 nur die beiden Holme a, a¹ sichtbar sind. Die Holmabschnitte A, B, C, D, E sind an jedem Ende mit Verbindungsmuffen (Fig. 5) versehen und Zelle an Zelle zusammengeschlossen. Jede Zelle besteht aus vier Feldern, d. h. aus zwei seitlichen Feldern, einem oberen Feld und einem unteren Feld. In jedem dieser Felder befinden sich Diagonalversteifungen c, c¹, c², c³. Die Diagonalversteifungen sind entsprechend der Umrißform des Rumpfes nach außen gekrümmt und, wo sie sich schneiden, mit Knotenblechen d fest zusammengeschlossen. An den rohrförmigen Holmen sind die Diagonalversteifungen mit Hilfe der Anschlußstücke e befestigt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel (siehe insbesondere Fig. 2 bis S) sind die Diagonalen eines jeden Feldes in Hälften geteilt und mit Knotenblechen d fest zusammengeschlossen. g₀ Jede dieser Diagonalen oder Diagonalversteifungen c, c¹ und c², c³ besitzt U-förmigen Querschnitt und ist an dem einen Ende (wie aus Fig. 4 ersichtlich) mit einem winklig gebogenen Stegfortsatz c⁴ versehen, der sich an eine Platte d¹ zwischen zwei seitlichen sternförmigen Knotenblechen d², d³ glatt anlegt. Die Knotenbleche d², d^s sind von beiden Seiten her gegen die Flanschen der Diagonalversteifungen derart gesetzt, daß die Platten oder Bleche d¹, d², d³ in ihrer Gesamtheit einem der inFig. ι allgemein mit d bezeichneten Knotenbleche entsprechen. Die Stegfortsätze c* einander entgegengesetzter Diagonalversteifungen, z. B. der Versteifungen c und c², sind gemeinsam vernietet (Niete i⁴). Die Flanschen der Diagonalversteifungen sind dagegen mit den Blechend², d³ vernietet (Nieted^s). Am anderen Ende ist der Steg dieser Diagonalversteifungen eingeschnitten und nach innen gebogen, um, wie aus Fig. 5 ersichtlich, einen Teil c⁵ zu schaffen, der den rohrförmigen Holm α von außen teils umschließen und mit ihm durch Nietung (Niete c^e) verbunden werden soll. Die Flansehen an diesem Ende der Diagonalversteifungen legen sich beiderseits gegen den rohrförmigen Holm und sind hier mit den am Holm festsitzenden Anschlußstücken e verbunden. In einer anderen Ausführung könnte von den beiden sich kreuzenden Diagonalversteifungen eines jeden Feldes die eine oder die

andere von Holm zu Holm durchgehend konstruiert und nur die andere diagonal entgegengesetzt verlaufende Versteifung in zwei Hälften aufgeteilt werden.

Die Anschlußstücke e bestehen gemäß Fig. 5 aus einem U-förmigen Körper, dessen beide Schenkel e¹, e² zu beiden Seiten des Holmes als Befestigungen für die Enden der Diagonalversteifungen dienen. Die Flanschen der vier

ίο Versteifungen c, c¹, c^a, c^s (Fig. 5) sind mit den Schenkeln der Anschlußstücke e vernietet (Nietee³). Die Anschlußstücke selbst sind an den rohrförmigen Holmen ebenfalls durch Nietung (Niete e^l) festgelegt. Der die Schenkel e¹, e² verbindende Steg e⁵ eines jeden Anschlußstückes e enthält eine zentrale öffnung e", in die ein Flansch e⁷ des die beiden rohrförmigen Holmabschnitte zusammenhaltenden Verbindungsteiles h hineinpaßt.

Auf der Außenseite des so geschaffenen-Rumpfgerüstes werden in der Längsrichtung der Holme verlaufende Stringer/ befestigt, die schließlich mit einer in Fig. 1 und 3 strichpunktiert angedeuteten Außenhaut g umspannt werden. Ebensolche Stringer f¹ (siehe auch Fig. 3) könnten^ wenn notwendig, auf der Innenseite des Rumpfgerüstes ebenfalls in der Längsrichtung der Holme vorgesehen und mit einer Rumpfinnenhaut aus einem geeigneten Material überzogen werden.

Wenn zwar als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Konstruktion mit rohrförmigen und U-förmigen Bauteilen dargestellt und beschrieben worden ist, so kann sie z. B. auch mit Gitterholmen und Gitterstäben ausgeführt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Aus rohrförmigen Holmen und entsprechend dem Umriß gekrümmten, sich mit den Holmen und untereinander kreuzenden Diagonalversteifungen bestehendes Rumpfgerüst für Flugzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonalversteifungen aus Bändern (c, c¹, c², c³) bestehen, die hochkant zur Rumpfachse und derart angeordnet sind, daß ihre nach geodätischen Linien verlaufenden neutralen Achsen sich sowohl untereinander als auch mit den Achsen der Holme schneiden.

2. Rumpf gerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonalversteifungen an den Kreuzungsstellen unterbrochen und an ihrem einen Ende mit dem Holm (a) durch auf diesem sitzende Anschlußstücke (e) verbunden sind, während ihre anderen Enden durch Knotenbleche (ti) zusammengeschlossen sind.

3. Rumpfgerüst nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den sich kreuzenden Diagonalversteifungen die einen (z. B. c, c¹) von Holm zu Holm ohne Unterbrechung durchlaufen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen