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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Messung von Längen elektrischer Leitungen
und die Bestimmung von Positionen innerhalb eines Kabelbaums. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung
verschiedener Längen
von elektrischen Leitungen nach der Installation von Kabelbäumen in
einem Flugzeug, eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Länge von
elektrischen Leitungen aller Kabelbäume, sowie die Verwendung einer
entsprechenden Vorrichtung zur Messung der verschiedenen Längen.
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Durch
die Zunahme der Elektrifizierung und die Vielfalt der Kabelbäume in Flugzeugen
ist zum Anschluss diverser elektrischer Geräte eine Vielzahl von elektrischen
Leitungen unterschiedlicher Länge nötig. Die
Gesamtlänge
benötigter
elektrischer Leitungen oder Kabel der verschiedenen Kabelbäume bzw.
Kabelbündel
kann pro Flugzeug mehrere Kilometer betragen. Es sind an Bord eines
Flugzeuges die vielfältigsten
Geräte,
die mittels elektrischer Leitungen untereinander Daten austauschen
bzw. mit Energieversorgern verbunden sind, vorhanden. Als Beispiele
wären hier
zu nennen: Bordcomputer, Navigationseinrichtungen, Unterhaltungssysteme,
aber auch Beleuchtungen in der Passagierkabine bzw. Küche oder
Toilette.
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Um
den Einbau der elektrischen Leitungen in einem Flugzeug zu vereinfachen,
werden die elektrischen Leitungen zu unterschiedlichen Kabelbäumen zusammengefasst.
Elektrische Leitungen gleicher Länge,
die über
einen bestimmten Längenabschnitt gemeinsam
verlaufen, werden in diesem Bereich meistens zu einem Kabelbündel zusammengefasst. An
vorbestimmten Stellen, wie beispielsweise den Einbaupositionen der
Geräte,
werden die zum Anschluss der Geräte
benötigten
elektrischen Leitungen aus dem gemeinsamen Bündel abgezweigt. Haben dabei
wiederum mehrere elektrische Leitungen dasselbe Ziel, werden diese
ebenfalls zu Bündeln
zusammengebunden, bis letztendlich jede elektrische Leitung an seinem
Ziel mit dem dafür
bestimmten Gerät
verbunden ist.
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Die
Verwendung von Kabelbäumen
vereinfacht den Einbau, da durch die Zusammenfassung der elektrischen
Leitungen zu Kabelbündeln
nicht jede einzelne elektrische Leitung separat durch das Flugzeug
geführt
werden muss. Um den Kabelbaum sicher zu befestigen, sind zusätzliche
Komponenten, wie Halterungen, die die Abschnitte des Kabelbaums beispielsweise
an der Struktur des Flugzeugs befestigen, aber auch beispielsweise
Kabelschutzschläuche,
die eine Beschädigung
der elektrischen Leitungen verhindern, nötig.
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Die
Erstellung von Kabelbäumen
erleichtert vor allem die spätere
Serienfertigung eines Flugzeuges eines bestimmten Typs, da für die gleichen
Flugzeugtypen auch die gleichen Kabelbäume mit den typischen Abzweigungen
und Positionen für
die Halterungen verwendet werden können. Um später die Einbringung der Kabelbäume zu beschleunigen, müssen im
Vorfeld die Längen
bzw. einzelne Einbaupositionen und Befestigungspositionen für den Kabelbaum
festgelegt werden.
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Die
Vermessung der Kabelbäume
und der entsprechenden Einbau- bzw. Abzweigpositionen gestaltet
sich heute als umständlich
und sehr ungenau. Entweder werden die Einbaumaße anhand von Konstruktionsunterlagen
theoretisch ermittelt oder beim Aufbau eines Prototyps oder einer
Attrappe mit herkömmlichen
Mitteln, wie beispielsweise einem Bandmaß, vermessen.
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Bei
der theoretischen Ermittlung der Länge der einzelnen elektrischen
Leitungen des Kabelbaums besteht das Problem, dass anhand der Konstruktionsunterlagen
nicht immer genau vorhergesagt werden kann, wie der Verlauf der
elektrischen Leitungen in der Praxis letztendlich aussieht. Theoretisch
schwer zu ermitteln sind beispielsweise zusätzliche Längen, die durch das Durchhängen der
Kabel verursacht werden oder die zum Einhalten vorgeschriebener
Biegeradien vonnöten
sind. Deshalb wird bei der theoretischen Ermittlung der Kabellängen für Kabelbäume oft
ein Zuschlag zu den tatsächlich
ermittelten Längen
hinzugerechnet.
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Ebenso
besteht bei der praktischen Ermittlung der Länge anhand einer Attrappe mit
dem Bandmaß das
Problem, dass mittels eines Bandmaßes aufgrund der nicht exakten
Anschmiegung an den tatsächlichen
Verlauf der elektrischen Leitung und wegen der flexiblen Eigenschaft
der elektrischen Leitungen auch bei dieser Messung kein exaktes
Resultat erzielt wird. Deshalb wird heute auch bei der praktischen
Ermittlung ein bestimmter Prozentsatz als Übermaß vorgesehen, um eine ausreichende
Länge der
Kabel zu gewährleisten.
Trotz der Beachtung eines Übermaß kann es
vorkommen, dass die elektrischen Leitungen zu kurz bemessen sind.
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Das
sowohl in der theoretischen wie auch in der praktischen Ermittlung
vorgesehene Übermaß oder das
Untermaß macht
einen Zusatzaufwand notwendig. Beim Einbau der Kabelbäume und
im ungünstigsten
Fall bei jeder Serienmaschine müssen überlange
elektrische Leitungen meistens gekürzt werden. Oder es müssen manchmal
elektrische Leitungen, die zu kurz ausgefallen sind, gänzlich erneuert
und an den tatsächlichen
Längenbedarf
angepasst werden. Dazu müssen
ggf. vorgecrimpte elektrische Kontakte der Stecker an den Leitungsenden abgeschnitten
und erneut gecrimpt bzw. mit Steckern versehen werden. Dies muss
im ungünstigsten
Fall für
jede einzelne elektrische Leitung der Vielzahl der Kabel eines Kabelbündels erfolgen.
Somit summiert sich der dafür
benötigte
Zeitaufwand. Darüber
hinaus besteht der Nachteil, dass aufgrund der Überlängen der elektrischen Leitungen
ein zusätzliches
Gewicht entsteht und wegen des unnötigen Durchhängen aufgrund
der Überlängen während des
Fluges elektrische Leitungen leicht scheuern können. Ähnlich nachteilig bezüglich zusätzlichem
Zeit und Materialaufwand wirken sich zu kurze elektrische Leitungen aus.
Somit genügt
die heute bekannte und erreichbare Messgenauigkeit beim Vermessen
der einzelnen elektrischen Leitungen von Kabelbäumen nicht. Die Nacharbeit
bei ungenauen Längen
der elektrischen Leitungen ist sehr kostspielig und sehr zeitaufwendig.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches Verfahren
zur Ermittlung einer Länge
einer Anordnung einzelner elektrischer Leitungen, z. B. eines Kabelbaums
in einem Flugzeug, zur Verfügung
zu stellen.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 angegeben, wird ein
Verfahren zur Ermittlung einer Länge
einer Anordnung mittels eines Vergleichsmaßes angegeben. Dabei wird das
Vergleichsmaß an
einen Verlauf der Anordnung angeschmiegt und ein Signal, vorzugsweise
ein Impuls, an das Vergleichsmaß angelegt.
Nach dem Durchlaufen des Signals durch das Vergleichsmaß wird das
Antwortsignal erfasst und basierend auf das Antwortsignal wird die
Länge der Anordnung
bestimmt.
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In
vorteilhafter Art und Weise ist es mit dieser Methode möglich, die
Länge der
Anordnung zu bestimmen. Die Anordnung kann einen Anfangs- und einen
Endpunkt aufweisen, wobei die Anordnung zwischen dem Anfangs- und
dem Endpunkt beliebig verlaufen kann. Dabei kann es auch zu Biegungen oder
Durchhängungen
der Anordnung kommen, so dass der Anfangs- und Endpunkt nicht geradlinig
miteinander verbunden sind. Das Vergleichsmaß kann sich an den Verlauf
der Anordnung anschmiegen. Das bedeutet, dass das Vergleichsmaß dem Verlauf der
Anordnung folgen kann, ohne den Kontakt zu der Anordnung zu verlieren.
Dadurch bildet sich der Verlauf der Anordnung auf das Vergleichsmaß ab. Sollte sich
das Vergleichsmaß nicht
an die Anordnung anschmiegen, könnte
das Vergleichsmaß beispielsweise
einer Durchhängung
der Anordnung nicht exakt folgen und würde eine kürzere Länge als die Anordnung aufweisen.
Somit würde
eine falsche Länge
bestimmt werden. Vorteilhaft wird durch das Anschmiegen des Vergleichsmaß an die
Anordnung erreicht, dass die im Wesentliche genaue Länge der
Anordnung bestimmt werden kann.
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Aufgrund
der Verwendung eines Signals, vorzugsweise eines Impulses zur Längenbestimmung,
wobei das Signal beispielsweise apparativ ausgewertet werden kann,
kann ein Messvorgang mit einer hohen Genauigkeit durchgeführt werden. Eine
Messung kann bei Verwendung eines Signals ebenfalls schnell durchgeführt werden.
Als Signale sind Wellen beliebiger Frequenz anwendbar. Abhängig von
der Beschaffenheit des Vergleichsmaßes in Bezug auf Material und
Form können
zum Messen beispielsweise optische, elektromagnetische oder akustische
Wellen beliebiger Frequenz eingesetzt werden. Diese Wellen werden
in dem Vergleichsmaß geführt. Bei
einer möglichen
apparativen Auswertung der Messergebnisse besteht in vorteilhafter
Art und Weise die Möglichkeit,
ein Computerprogramm zur Steuerung und Überwachung und Auswertung des Messvorgangs
einzusetzen. Dadurch kann ebenfalls der Messvorgang beschleunigt
werden.
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Aufgrund
des Einsatzes eines Vergleichsmaßes ist es möglich, eine
beliebige Länge
der Anordnung zu messen. Das bedeutet, dass beispielsweise mehrere
Längen
einer Anordnung von Interesse sein können, beispielsweise kann es
bei der Vermessung von Kabeln, Leitungen oder elektrischen Leitungen möglich sein,
dass neben der Gesamtlänge
einer elektrischen Leitung auch die Position von Halterungen oder
Scheuerschutzvorrichtungen für
Leitungen von Interesse sind. Da das Vergleichsmaß kein Bestandteil
der zu vermessenden Anordnung sein muss, kann das Vergleichsmaß auf die
gewünschte Länge zugeschnitten
oder angepasst werden ohne die Anordnung zu beschädigen oder
zu beeinflussen. Das bedeutet, dass zunächst das längste interessierende Maß gemessen
werden kann. Dass darauf dann das immer noch an der zu messenden
Anordnung anliegende Vergleichsmaß beispielsweise bis zu der
nächsten
kürzeren
Messstelle verkürzt
wird und eine neue Messung durchgeführt wird. So kann von Messstelle
zu Messstelle verfahren werden, bis die Messstelle mit dem kürzesten
Abstand zu der Anfangsposition erreicht ist.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 2 angegeben, wird ein Verfahren
angegeben, bei dem ein zusätzlicher
Schritt zur Bestimmung einer Einbauposition eines Objektes enthalten
ist. Dabei ist das Objekt entweder mit der zu vermessenden Anordnung verbunden
oder das Objekt bestimmt im Wesentlichen den Verlauf bzw. den Aufbau
der Anordnung. Das Objekt kann beispielsweise eine Komponente, eine
Halterung, eine Durchgangsöffnung,
ein Schutzschlauch, eine Richtungsänderung, ein Abgang oder eine
Verzweigung sein.
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In
vorteilhafter Art und Weise kann durch die Bestimmung der Einbauposition
nicht nur die Länge einer
Anordnung ermittelt werden, sondern es können auch markante Positionen,
die für
den Einbau einer solchen Anordnung vonnöten sind, ausgemessen werden.
Beispielsweise könnten
solche Positionen, Positionen für
Halterungen, Durchgangsöffnungen,
Schutzschläuche,
Richtungsänderungen,
Abgänge
oder Verzweigungspunkte sein.
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Halterungen
haben die Aufgabe, Anordnungen in bestimmten Abständen und
in vorgegebenen Abständen
zu Flugzeugstrukturen zu fixieren. Beispielsweise können vermasste
Positionen von Durchgangsöffnungen,
Schutzschläuchen,
Richtungsänderungen,
elektrischen Geräten,
Abgängen oder
Verzweigungspunkten in Bauunterlagen zur Herstellung der Kabelbäume oder
Kabelbündel
angegeben werden. Die Angaben für
Halterungen können
in Bauunterlagen für
die Installation der Kabelbäume
oder Kabelbündel
im Flugzeug dargestellt werden. Dazu kann eine Zeichnung der Struktur
des Flugzeuges im Einbaubereich dargestellt werden. Bei der Herstellung
der Kabelbäume
oder Kabelbündel
kann alleine die Angabe der Örtlichkeit über die Angabe
des Spants, Stringers und der Zone im Flugzeug ausreichen. Auf die
Darstellung der Struktur des Flugzeuges kann dabei verzichtet werden.
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Dadurch
können
diese Daten der Bauunterlagen wie Zeichnungen und Stücklisten
auf die Vorrichtungen oder Komponenten wie Halerungen schon vor
dem Einbau übertragen
werden. Somit kann die Bestimmung aller erforderlichen Einbaupositionen über die
Ermittlung verschiedener Längen der
Anordnung in einem vorhandenen Verlaufsplan erfolgen. Zur Ermittlung
der Länge
von elektrischen Leitungen können
die elektrischen Leitungen anhand von Leitungslisten in Gruppen
gleicher Leitungslängen
aufgeteilt werden und das Vergleichsmaß, beispielsweise ein Lichtwellen
Leiter kann auf die einzelnen Strecken aufgebunden werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 3 angegeben, handelt es
sich bei der Anordnung um einen Kabelbaum bzw. ein Kabelbündel. Ein
Kabelbaum weist ein Gebilde auf, das beispielsweise mit Halterungen
befestigt sein kann, das aber auch Verzweigungen, Richtungsänderungen
und Durchhängungen
etc. aufweisen kann. Bei der Herstellung eines Flugzeuges beispielsweise
sollte auf eine Gewichtsreduzierung geachtet werden. Durch die im
Wesentlichen genaue Bestimmung der benötigten Längen des Kabelbaums kann unnötiges Gewicht
gespart werden. Ein Kabelbaum kann eine Vielzahl von elektrischen
Leitungen aufweisen. Weist das Vergleichsmaß ähnliche Eigenschaften wie die
elektrischen Leitungen auf, kann das Vergleichsmaß während der Messung
ein Teil des Kabelbaums werden. Dadurch kann die Messung vereinfacht
und die Länge
der Anordnung genauer ermittelt werden.
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Vorzugsweise
kann das Verfahren zur Längenermittlung
bei Musterkabelbäumen
für den
ersten Einbau bei der Einführung
von neuen Flugzeugen (Standard-, Basis-Serienflugzeug) eingesetzt
werden. Vorteilhaft können
dabei die zuvor ermittelten Längen
als Maß für alle zukünftig produzierten
Kabelbäume
für die
Serienfertigung eingesetzt werden. Bei Bestellungen von Flugzeugen
mit elektrischen Sonderwünschen
kann das Messverfahren für,
ggf. durch die Sonderwünsche,
zusätzlich
bedingte Kabelbäume
der elektrischen Sonderwünsche
angewendet werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 4 angegeben, weist das Vergleichsmaß eine farbige
Markierung auf. In vorteilhafter Art und Weise lässt sich das Vergleichsmaß so gegenüber der
zu messenden elektrischen Leitungen bzw. der Anordnung kennzeichnen
und unterscheiden. Wenn beispielsweise gleichzeitig mehrere verschiedene
Längen
in derselben Anordnung zu messen sind, können mittels mehrerer farbiger
Markierungen der mehreren Vergleichsmaße die Vergleichsmasse visuell
unterschieden werden. Mehrere Vergleichsmaße können benötigt werden, da beispielsweise
die Messstellen an unterschiedlichen Positionen liegen. Die Kennzeichnung
kann somit einen Messvorgang vereinfachen und beschleunigen.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 5 angegeben, wird als Vergleichsmaß ein Lichtwellenleiter eingesetzt.
Der Einsatz eines Lichtwellenleiters hat den Vorteil, dass ein Lichtwellenleiter
eine biegsame Form aufweist. Dadurch kann sich der Verlauf eines Lichtwellenleiters
flexibel an den Verlauf einer Anordnung durch die nachträgliche Aufbindung
mittels z.B. Kabelbinder oder Bindegarn anpassen. Ein Lichtwellenleiter
kann beispielsweise den Verlauf einer Anordnung nachbilden, ohne
bei Biegungen die Berührung
zur Anordnung beispielsweise einem Bündel von elektrischen Leitungen
zu verlieren. Er kann über den
gesamten Verlauf anliegen.
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Ein
Lichtwellenleiter weist vorteilhaft optische Eigenschaften auf.
Das bedeutet, dass beispielsweise ein Lichtimpuls oder Lichtsignal,
der in einen Lichtwellenleiter eingebracht wird, sich entlang dieses
Lichtwellenleiters ausbreitet und an seinem Ende reflektiert wird
und über
dieselbe Strecke in dem Lichtwellenleiter zurückläuft. Dieser Reflektionsimpuls
kann beispielsweise von einem Reflektometer erfasst und eine Länge kann
errechnet werden. Wird ein Lichtwellenleiter als Vergleichsmaß bei der
Vermessung eines Kabelbaums eingesetzt, kann der Lichtwellenleiter
vorteilhaft auf den Kabelbaum aufgebunden oder eingeflochten werden.
Der Lichtwellenleiter kann ähnliche
Eigenschaften bezüglich
Biegung wie in dem Kabelbaum verwendete elektrische Leitungen aufweisen.
Daher kann der Verlauf des Lichtwellenleiters den Verlauf des Kabelbaumes
bzw. eines Astes oder Bündels
oder eines Einzelkabels des Kabelbaumes abbilden. Somit kann die
Länge eines
Lichtwellenleiters einem Verlauf des Kabelbaums entsprechen. Außerdem kann
ein Lichtwellenleiter leicht an eine vorgegebene oder zu bestimmende
Länge angepasst
werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 6 angegeben, wird die Länge der
Anordnung mittels einem optischen Messverfahren ermittelt. Vorteilhaft
kann bei Verwendung eines optischen Messverfahrens ausgenutzt werden,
dass Licht eine kurze Signallaufzeit aufweist. Somit kann die Längenermittlung schnell
erfolgen. Mit einem optischen Messverfahren können außerdem sehr exakte Längenmessungen durchgeführt werden.
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Es
sei erwähnt,
dass das Verfahren in ähnlicher
Art und Weise mittels eines elektrischen Messverfahrens durchgeführt werden
kann. Anstelle eines Lichtsignals wird bei einem elektrischen Messverfahren
ein elektrisches Signal oder ei elektrischer Impuls zur Messung
eingesetzt.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel,
wie in Anspruch 7 angegeben, ist die Anordnung für ein Flugzeug bestimmt. In
Flugzeugen können
verschiedene Anordnungen mit einem ungleichmäßigen Verlauf auftreten. Beispielsweise
können
in einem Flugzeug bei dem Einbau von Kabelbäumen Durchhängungen zwischen einzelnen
Halterungen auftreten. Müssen
die Längen
von Kabelbäumen
ermittelt werden, kann der Einsatz von Vergleichsmaßen, die
sich an den Verlauf der Anordnung, z. B. auch an die Durchhängungen,
anpassen können, von
Vorteil sein.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 8 angegeben, wird eine Längenmessvorrichtung
angegeben, die ein Vergleichsmaß,
eine Längenanpasseinheit,
eine Signalanlegeeinheit und eine Signalauswerteeinheit aufweist.
Das Vergleichsmaß kann
an den Verlauf der Anordnung angepasst werden. Mit der Signalanlegeeinheit
kann ein Signal in das Vergleichsmaß eingespeist werden und mit
der Signalauswerteeinheit kann ein Antwortsignal empfangen und basierend
auf diesem Antwortsignal eine Länge der
Anordnung ermittelt werden. Vorteilhaft lässt sich so schnell und mit
einer hohen Genauigkeit die Länge
einer Anordnung ermitteln. Wobei die Anordnung einen unregelmäßigen und
ungleichförmigen
und ungradlinigen Verlauf aufweisen kann.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung sind in den Ansprüchen 9 bis 12 angegeben.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 13 angegeben, wird eine
Längenmessvorrichtung
angegeben, wobei die Längenmesseinheit
ein optisches Reflektometer ist. Vorteilhaft kann durch die Verwendung
eines optischen Reflektometers die Länge einer Anordnung ermittelt
werden. Optische Reflektometer sind für die Längenmessung von optischen Lichtwellenleitern
ausgelegt und liefern im Wesentlichen genaue Ergebnisse.
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Es
sei erwähnt,
dass anstatt des optischen Reflektometers auch eine elektrische
Längenmessvorrichtung
eingesetzt werden kann. Beispiele für eine elektrische Längenmessvorrichtung
ist ein Kabelortungsgerät,
ein Impulsreflexionsgerät
oder ein Kabelradar.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 14 angegeben, wird die Verwendung
einer Längenmessvorrichtung
zur Messung der Länge
eines Kabelbaums angegeben. Vorteilhaft kann es die erfindungsgemäße Längenmessvorrichtung
erlauben, mit einer hohen Genauigkeit die Längen eines Kabelbaums oder
einzelner Äste
des Kabelbaums zu ermitteln. Bei der Ermittlung der Länge eines
Kabelbaums können
Biegungen und Abzweigungen und Durchhängungen zu berücksichtigen
sein. Vorteilhaft erlaubt die erfindungsgemäße Längenmessvorrichtung auch solche
Inhomogenitäten
bezüglich
ihrer Länge
zu bestimmen. Vorteilhaft kann dadurch vermieden werden, dass Überlängen, die
ein höheres Gewicht
bedeuten würden
und höhere
Kosten verursachen würden,
eingeplant werden müssen.
Der tatsächliche
Materialbedarf kann somit besser und genauer bestimmt werden.
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Im
Folgenden werden Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die folgenden Figuren detailliert
beschrieben.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild einer Längenmessvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
eine symbolische Darstellung eines Kabelbaums.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung eines Messaufbaus gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild einer Längenmessvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Längenmessvorrichtung 2 weist
eine Messeinheit 12 auf, die die Signalanlegeeinheit 4 und
die Signalauswerteeinheit 6 umfasst. Die Signalanlegeeinheit 4 legt
an dem Vergleichsmaß 8 ein
Signal an, worauf von dem Vergleichsmaß 8 ein Antwortsignal
erzeugt wird, das von der Signalauswerteeinheit 6 empfangen
wird. Die Signalauswerteeinheit 6 ist in der Lage, das
empfangene Signal in eine Ausgangsgröße, beispielsweise eine Länge, umzurechnen
und das Ergebnis bereitzustellen.
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Das
Vergleichsmaß 8 schmiegt
sich an den Verlauf einer Anordnung, deren Länge es zu ermitteln gilt, an.
Dazu kann es nötig
sein, das Vergleichsmaß 8 an
die zu messende Länge
der Anordnung anzupassen. Zur Nachverarbeitung der ermittelten Daten ist
die Messeinheit 12 mit einer Einbaupositionsbestimmungseinheit 10 verbunden.
Diese Einbaupositionsbestimmungseinheit 10 kann mit Hilfe
der von der Messeinheit 12 empfangenen Messsignale und
mit Hilfe in ihr gespeicherter Daten über die Form der Anordnung,
die aus den Bauunterlagen stammen, eine Einbauposition bestimmen.
Beispielsweise kann eine Einbauposition die Lage eines Halters sein.
Die Angabe der Einbauposition kann beispielsweise mit der Angabe
bzw. Darstellung von Spanten, Stringern und Zonen erfolgen. Mit
Hilfe der Angabe bzw. Darstellung der Spanten, Stringer und Zonen
eines Bauteils eines Flugzeuges lässt sich die Einbauposition
im Rumpf eines Flugzeuges eindeutig bestimmen.
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2 zeigt
die symbolische Darstellung eines Kabelbaums. Der Kabelbaum 14 weist
die abgehenden Äste 18, 20, 22, 24, 26, 28 und 30 auf.
Der Hauptstrang 16 dient der Führung der elektrischen Leitungen
bis zu den jeweiligen Abzweigungen der Kabelbündel 18, 20, 22, 24, 26, 28 und 30.
Der Kabelbaum 14 ist mittels Halterungen 38 in
bestimmten Abständen
an der Struktur des Flugzeuges fixiert. Zum Schutz gegen Beschädigungen
kann der Kabelbaum 14 einen Schutzschlauch 40 aufweisen.
Der Schutzschlauch oder Schrumpfschlauch 40 umhüllt ein
Kabelbündel
des Kabelbaums an kritischen Stellen und schützt einzelne elektrische Leitungen
des Kabelbaum gegen Beschädigungen,
wie beispielsweise Aufscheuerungen an scharfen Kanten.
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Jedes
Teilkabelbündel 18, 20, 22, 24, 26, 28 und 30 und
auch das Hauptkabelbündel 16 umfasst eine
Vielzahl von einzelnen elektrischen Leitungen oder Einzelleitungen 54,
die eine Verbindung zwischen einem bestimmten Anfangs- und Endpunkt herstellen.
Beispielsweise stellen die einzelnen elektrischen Leitungen 54 eine
Verbindung zwischen einem an dem Anfangspunkt 32 und dem
Endpunkt 34 angebrachten Objekt her. Da es mehrere einzelne elektrische
Leitungen 54 gibt, die mehrere Enden mit elektrischen Verbindungselementen
aufweisen, lassen sich die Teilkabelbündeln 18, 20, 22, 24, 26, 28 und 30 zum
Hauptkabelbündel 16 zusammenfassen.
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Für die Serienfertigung
und die Fertigung von Standardkabelbäumen müssen die Gruppen gleicher Längen der
einzelnen elektrischen Leitungen 54 bestimmt werden. Dabei
kann es ausreichen, die Längen
der Teilkabelbündel 18, 20, 22, 24, 26, 28 und 30 und
des Hauptkabelbündels 16 zu
bestimmen. Gleichfalls sind die Einbaupositionen von zugehörigen Teilen,
wie beispielsweise den Halterungen 38 oder Schutzschläuchen 40,
zu bestimmen. Zur Längenermittlung
kann ein Musterkabelbaum nach den Bauunterlagen hergestellt werden.
Der hergestellte Kabelbaum wird in einer Attrappe oder in einem
Flugzeug gemäß der entsprechenden
Bauunterlagen in einem vorbestimmten Bauteil installiert und mit
Halterungen festgehalten.
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Zusätzlich zu
den einzelnen elektrischen Leitungen 54 können Lichtwellenleiter 36 mit
in den Kabelbaum 14 aufgebunden werden. Der Lichtwellenleiter 36 entspricht
bezogen auf sein Biegeverhalten dem Biegeverhalten der einzelnen
elektrischen Leitungen 54 und schmiegt sich dem Verlauf
der einzelnen elektrischen Leitungen 54 bzw. dem Verlauf
des Kabelbaumes an.
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Beim
Einbringen des Lichtwellenleiters 36 werden zunächst die
gewünschten
Anfangs- 32 und Endpositionen 20', 22', 24', 26', 28', 34 festgelegt. Für jede gesuchte
Länge einer
Verbindung wird ein Lichtwellenleiter 36 mit in den Kabelbaum
aufgebunden. Zur besseren Unterscheidung können bei der Verwendung mehrerer
Lichtwellenleiter 36 im selben Bereich die unterschiedlichen
Lichtwellenleiter 36 mit einer unterschiedlichen Farbkodierung
markiert sein. Um die gesuchte Länge
zwischen dem Anfangspunkt 32 und dem Endpunkt 34 bestimmen
zu können, muss
der Lichtwellenleiter 36 nicht immer die selbe Länge zwischen
den Enden mit der Anfangsposition 32 und der Endposition 34 aufweisen.
Der Lichtwellenleiter kann hingegen eine bestimmte Überlänge aufweisen.
Diese Überlänge kann
in einem Computer oder in einer auf einem Computer ablaufenden Software
eingespeichert und bei der Messung automatisch abgezogen werden.
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Zur
Bestimmung der Länge
des Abstandes der Anfangsposition 32 zu der Endposition 34 kann ein
Lichtimpuls in den Lichtwellenleiter 36 eingebracht werden.
Beispielsweise kann dies an der Anfangsposition 32 geschehen. Über die
Länge des Lichtwellenleiters 36,
die manchmal der Länge
der einzelnen elektrischen Leitung 54 im Wesentlichen entspricht,
kann die Länge
der einzelnen elektrischen Leitung 54 ermittelt werden.
Das Lichtwellenkabe136 ist dabei an der Endposition 34 offen,
so dass ein eingebrachter Lichtimpuls sich über den Lichtwellenleiter 36 ausbreitet,
an der Endposition 34 reflektiert wird und zur Anfangsposition 32 zurückläuft. Die Laufzeit
des Signals oder des Impulses durch den Lichtwellenleiter 36 kann
an der Anfangsposition 32 detektier werden kann.
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Neben
der Gesamtlänge
der einzelnen elektrischen Leitungen 54 bzw. des entsprechenden
Kabelbaumabschnitts zwischen der Anfangsposition 32 und
der Endposition 34 kann auch mit den anderen Positionen
(Anfangsposition 32 und Endposition 20', 22', 24', 26' und 28') verfahren
werden. Gleichfalls kann die Einbauposition 42 einer Kabelbaumhalterung 38 ermittelt
werden. Die Einbauposition 42 kann mit Hilfe der Bauunterlagen
bestimmt und mit den ermittelten Längen der Kabelbaumabschnitte
von der Anfangsposition 32 zu der Haltereinbauposition 42 mit
der Angabe der Bauunterlagen auf Richtigkeit verglichen werden.
Der Lichtwellenleiter 36, der bereits zur Bestimmung der
Länge des
Einzelkabels 54 benutzt wurde, wird dazu auf die Länge bis
zur Haltereinbauposition 42 beginnend bei dem Endpunkt 34 gekürzt, so
dass das neue Ende des Lichtwellenleiters 36 mit der Kabeleinbauposition 42 übereinstimmt.
Die Messung der Länge
der Anfangsposition 32 zu der Haltereinbauposition 42 kann
im verlegten oder eingebauten Zustand in der Attrappe oder einem
Flugzeug erfolgen. D. h. der, mit Kabelbindern aufgebundene, Lichtwellenleiter 36 muss
nicht für
die Messung von dem Kabelbaum 14 gelöst werden.
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In
gleicher Art und Weise können
alle Positionen wie die der Halterung 42, der Strecke 34–48, der
Richtungsänderung 48,
der Halterung 38',
des Schutzschlauches 40 (44–46), der Strecke 48–50, des
Abgang (Verzweigung) 50, der Halterungen 38'' und 38''', des Schutzschlauches 40' (44'–46'), der Richtungsänderung 52,
der Strecke 32–52 systematisch
ermittelt werden. Während
der durchgeführten Messungen
bleibt das Lichtwellenleiterkabel 36 an den einzelnen Leitungen 54 bzw.
dem Kabelbaum 14 angeschmiegt.
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Die
Messreihenfolge ist durch den Abstand der Messposition von dem Anfangspunkt 32 vorgegeben.
Das Lichtwellenleiterkabel 36 wird zur Bestimmung der Länge bzw.
Einbauposition eines Objektes mit einer kürzeren Entfernung von dem Anfangspunkt 32,
beginnend bei der Endposition 34 in Richtung eines kürzeren Abstands
von der Anfangsposition 32, angepasst und ggf. verkürzt, wobei
die Abstände
der einzelnen Positionen vom Anfangspunkt 32 und Endpunkt 34 ermittelt
werden. Bei der Ermittlung der Abstände mittels eines Computers bzw.
einer auf einem Computer ablaufenden Rechnerprogramms, können die
einzelnen Positionen vom Anfangspunkt 32 und Endpunkt 34 von
dem Computer einzeln oder zusammen angegeben werden.
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Nach
jeder Längenanpassung
erfolgt eine Messung und die ermittelten Ergebnisse können gespeichert
werden. Die so gewonnenen Daten können für die Planung der Anordnung
eines Kabelbaums, der für
den Einbau in ein Serienprodukt vorgesehen ist, verwendet werden.
Alternativ zu der Längenmessung
mittels eines Lichtwellenleiter 36 und mit Hilfe optischer
Signale können
beispielsweise elektromagnetische Wellen unterschiedlicher Frequenz
oder akustische Wellen mit geeigneten Vergleichsmaßen aus
geeigneten Materialien eingesetzt werden. Darüber hinaus kann das elektrische
Impulsechoverfahren (Kabelradar) eingesetzt werden. Dabei werden elektrische
Impulse über
die Einzelkabel 54 gesendet und gemessen.
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Neben
der Verwendung des Verfahrens zur Bestimmung der Längen eines
Kabelbaums 14 für die
Serienproduktion, kann das Verfahren auch z.B. der Verlegung von
Rohren, Schläuchen
und Seilen eingesetzt werden.
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Das
Verfahren kann mittels eines Computerprogrammrealisiert werden,
wodurch der Messvorgang ggf. automatisiert und beschleunigt werden kann.
Eine automatische Vernetzung der Daten mit den Bauunterlagen des
Kabelbaums und der Installation ist damit realisierbar.
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Die
Vorgehensweise bei der Ermittlung der restlichen Gruppen gleicher
Längen
der elektrischen Leitungen mit den Anfangs- und Endpunkten 32–20', 32–22', 32–24', 32–26' und 32–28' kann mit fünf verschiedenen
Lichtwellenleitern erfolgen und kann wie oben beschrieben durchgeführt werden.
Dabei können
ggf. vorhandene Einbaupositionen von Komponenten (in der Zeichnung
nicht dargestellt) ab den Abgängen
bzw. Verzeigungen 20'', 22'', 24'', 26'' und 28'' berücksichtigt
werden. Für
die Vermessung des in 2 dargestellten Kabelbaums wären somit
insgesamt sechs verschiedene Lichtwellenleiter nötig.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung eines Messaufbaus gemäß der vorliegenden
Erfindung. Zu sehen ist ein Teilabschnitt eines Kabelbaums 14.
Die einzelne elektrische Leitung 54 verbindet elektrische
Geräte
an der Anfangsposition 32 und der Endposition 34.
Dazwischen folgt der Verlauf einem Teilabschnitt des Kabelbaums 14.
In diesem Teilabschnitt werden alle Kabel zusammengefasst, deren
Endposition im Bereich der Endposition 34 liegt. Der Verlauf
der einzelnen elektrischen Leitung 54 zwischen der Anfangsposition 32 und
der Endposition 34 erfolgt geschwungen und ist somit einer Messung
mit Standardmethoden, beispielsweise einem Bandmaß, schwer
zugänglich.
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Durch
das Anschmiegen des Vergleichsmaß 8 bzw. des Lichtwellenleiter 36 an
die einzelne elektrische Leitung 54 und somit an den Teilabschnitt
des Kabelbaums 14 wird die Form des Verlaufes der einzelnen
elektrischen Leitung 54 auf das Vergleichsmaß 8 abgebildet.
Durch das Anpassen der Länge des
Vergleichmaß 8 an
die Länge
der einzelnen elektrischen Leitung 54 zwischen Anfangsposition 32 und Endposition 34 erfolgt
ebenso eine Übertragung
der Länge
der einzelnen elektrischen Leitung 54 auf das Vergleichsmaß 8.
Mittels eines Anschlussstückes 56 und
einer Steckverbindung kann das Vergleichsmaß 8 mit einer Messeinheit 12 verbunden
werden. Bei dieser Messeinheit 12 kann es sich beispielsweise um
ein optisches Reflektometer handeln. Dabei kann das Anschlussstück 56 als Überlänge des
Vergleichsmaß 8 behandelt
werden.
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Ein
optisches Reflektometer beruht auf dem Prinzip, dass bei Einspeisung
eines kurzen Lichtimpulses großer
Intensität
in eine Lichtleiterfaser 36 bzw. in das Vergleichsmaß 8,
das Licht an der Endstelle 34 des Lichtwellenleiters 36 bzw.
des Vergleichmaßes 8 reflektiert
wird und in die Messeinheit zurückgeführt wird.
Aus der von dem Reflektometer gemessenen Laufzeit des Lichtimpulses
wird die Länge
der Lichtwellenleiterstrecke rechnerisch ermittelt. Ein Reflektometer
enthält
neben einem Bildschirm einen eingebauten Drucker und kann leicht
an jeden Einsatzort transportiert werden. Bei einer entsprechenden Überlänge des
Lichtwellenleiters kann sich das Gerät außerhalb des Einsatzortes befinden.
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Neben
dem im Bild gezeigten optischen Verfahren ist mit entsprechenden
Messgeräten
und Vergleichsmaßen 8 beispielsweise
eine elektrische, elektromagnetische oder akustische Messung möglich. Dabei
wird ein elektrisches, elektromagnetisches oder akustisches Signal bzw.
Impuls anstelle des oben beschriebenen optischen Signals bzw. Impulses
eingesetzt. Es sind auch Kombinationen der verschiedenen Signale
anwendbar.
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Mit
den in der Messeinheit 12 gewonnenen Daten können zusätzliche
Angaben, wie beispielsweise eine Einbauposition, ermittelt werden.
Dabei werden die ermittelten Einzellängen von Abschnitten 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 16 des
Kabelbaums 14 kombiniert, mit Referenzdaten der Bauunterlagen verglichen
und für
die Einbauposition eventuell korrigiert. Solche Referenzdaten können beispielsweise eine
Stringer- bzw. Spantnummer und Zone sein. Die genaue Messung der
einzelnen Längen
kann in eingebautem Zustand erfolgen. D. h. für die Messung bleibt das Lichtwellenleiterkabel 36 auf
den Kabelbaum 14 aufgebunden.
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Ergänzend ist
darauf hinzuweisen, dass „umfassend" keine anderen Elemente
oder Schritte ausschließt
und „eine" oder „ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner
sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis
auf eines der obigen Ausführungsbeispiele
beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen
oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden
können.
Bezugszeichen in den Ansprüchen
sind nicht als Einschränkung
anzusehen.