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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug.
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Beim
Einbau von Bauelementen, wie z.B. Strukturelementen, Bordsystemen
oder Ausrüstungsbauteilen
in einem Flugzeug ist es üblicherweise
erforderlich, die Bauelemente an einer Trägerstruktur, beispielsweise
der Flugzeugstruktur anzubringen. Dabei besteht jedoch das Problem,
dass beispielsweise während
des Flugs auftretende Vibrationen der Trägerstruktur ungedämpft auf
die mit der Trägerstruktur
verbundenen Bauelemente übertragen
werden. Darüber
hinaus werden durch beispielsweise ebenfalls während des Flugs auftretende Durchbiegungen
der Trägerstruktur
zusätzliche
Kräfte
auf die Bauelemente aufgebracht.
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Um
eine Beschädigung
der Bauelemente infolge der von der Trägerstruktur übertragenen
Vibrationen sowie der aus Durchbiegungen der Trägerstruktur resultierenden
zusätzlichen
Kräfte
zu vermeiden, können
die Bauelemente so konstruiert werden, dass sie den auf sie wirkenden
erhöhten
Belastungen standhalten können.
Dies führt
jedoch unter Umständen
in nachteiliger Weise zu einem erhöhten Gewicht der Bauelemente.
Alternativ dazu ist es möglich,
die Bauelemente von der Trägerstruktur
zu entkoppeln. Dies ist jedoch insbesondere aufgrund des an Bord
eines Flugzeugs üblicherweise
beengten Einbauraums häufig
mit einem erheblichen konstruktiven Aufwand verbunden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung
und ein Verfahren zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug
bereitzustellen, die eine zuverlässige
Entkopplung des Bauelements von einer Vibrationen und Durchbiegungen
ausgesetzten Trägerstruktur
gewährleisten und
gleichzeitig eine rasche und einfache Befestigung des Bauelements
an der Trägerstruktur
ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den im Anspruch 1 genannten
Merkmalen sowie ein Verfahren mit den im Anspruch 10 genannten Merkmalen
gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug umfasst eine mit
einer Flugzeugstruktur verbindbare oder integriert mit der Flugzeugstruktur
ausgebildete Führungseinrichtung.
Die Führungseinrichtung
ist somit dazu eingerichtet, unmittelbar mit einer Vibrationen und/oder
Durchbiegungen ausgesetzten Trägerstruktur
in Kontakt zu stehen. Beispielsweise kann die Führungseinrichtung mit einem
Spant oder mehreren Spanten der Flugzeugstruktur verbunden werden
oder integriert damit ausgebildet sein, d.h. einen Teil der Flugzeugstruktur
bilden. Zur Verbindung der Führungseinrichtung
mit der Flugzeugstruktur können
beliebige, zum diesem Zweck geeignete Verbindungseinrichtungen,
wie zum Beispiel Schrauben, Muttern oder Nieten zum Einsatz kommen.
Darüber hinaus
ist es auch denkbar, die Führungseinrichtung mittels
einer Klebeverbindung oder einer Schweißverbindung an der Flugzeugstruktur
zu befestigen.
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Ein
elastisch verformbares Dämpfungselement
der erfindungsgemäßen Anordnung
ist dazu eingerichtet, eine selbsttragende Lagerung des Bauelements
in der Führungseinrichtung
zu ermöglichen. Mit
anderen Worten, das Dämpfungselement
ist so gestaltet, dass das Bauelement im montierten Zustand über das
Dämpfungselement
in der Führungseinrichtung
gelagert ist. Durch die mit Hilfe des Dämpfungselements realisierbare
selbsttragende Lagerung des Bauelements in der Führungseinrichtung kann das
Bauelement zuverlässig
von den Vibrationen und/oder Durchbiegungen entkoppelt werden, die
insbesondere im Flugbetrieb des Flugzeugs von der Flugzeugstruktur
auf die Führungseinrichtung übertragen
werden. Dadurch kann auch ein empfindliches Bauelement spannungs-
und vibrationsarm in der Führungseinrichtung
aufgenommen werden. Wenn das Bauelement als Strukturelement dient,
kann es daher mit weniger Verstärkungen
beziehungsweise weniger Material und infolgedessen leichter gestaltet
werden. Bei einem als Bordsystemelement oder Ausrüstungsbauteil
ausgebildeten Bauelement können
die auf das Bauelement wirkenden Belastungen durch die spannungs-
und vibrationsarme Lagerung signifikant verringert und damit das
Risiko einer Beschädigung
des Bauelements durch von der Flugzeugstruktur auf die Führungseinrichtung übertragene
Vibrationen und/oder Durchbiegungen vermindert werden.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug umfasst ferner einen
Arretierungsmechanismus, der dazu eingerichtet ist, das Bauelement
lösbar
in einer gewünschten
Position in der Führungseinrichtung
zu befestigen. Der Arretierungsmechanismus ermöglicht eine einfache und rasche
Montage bzw. Demontage des Bauelements, wodurch beispielsweise Wartungsarbeiten
an dem Bauelement beträchtlich
erleichtert werden. Die erfindungsgemäße Anordnung zur Montage eines
Bauelements in einem Flugzeug ist besonders gut zur Montage von
thermischen Isolierelementen im Bereich eines Brandschotts der Auxiliary
Power Unit (APU) des Flugzeugs geeignet.
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Vorzugsweise
weist die Führungseinrichtung die
Form einer Schiene auf, in die das Bauelement bei der Montage auf
einfache und komfortable Art und Weise eingeschoben werden kann.
Beispielsweise kann die Führungseinrichtung
ein im Wesentlichen U-förmiges
Profil bzw. einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen.
Eine derart ausgebildete Führungseinrichtung
ermöglicht
eine besonders einfache und sichere Positionierung und Lagerung
des Bauelements in der Führungseinrichtung.
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Das
Dämpfungselement
der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug besteht vorzugsweise
aus Fluorsilicon, Gummi oder einem Kunststoff mit einer geeigneten
Shore-Härte.
Wesentlich ist, dass das Material des Dämpfungselements eine ausreichende
Elastizität
aufweist, um dem Dämpfungselement
die Dämpfungseigenschaften
zu verleihen, die erforderlich sind, um eine ordnungsgemäße Entkopplung
des über
das Dämpfungselement
in der Führungseinrichtung
gelagerten Bauelements von den Vibrationen und/oder Durchbiegungen
zu gewährleisten,
die von der Flugzeugstruktur auf die Führungseinrichtung übertragen
werden.
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Das
Dämpfungselement
kann an der Führungseinrichtung
oder dem Bauelement befestigt sein. Dadurch wird die Montage des
Bauelements in der Führungseinrichtung
erleichtert. Grundsätzlich kann
die erfindungsgemäße Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug lediglich ein Dämpfungselement
umfassen, das beispielsweise so gestaltet sein kann, dass es einen
Rand des Bauelements umgreift und somit eine selbsttragende Lagerung
des Bauelements in der Führungseinrichtung ermöglicht.
Alternativ dazu kann die erfindungsgemäße Anordnung jedoch auch mehrere
Dämpfungselemente
umfassen, die an geeigneten Positionen zwischen dem Bauelement und
der Führungseinrichtung
angeordnet sind und dadurch für
eine selbsttragende Lagerung des Bauelements in der Führungseinrichtung
sorgen. Beispielsweise ist es denkbar, drei Dämpfungselemente vorzusehen,
die das Bauelement an zwei einander gegenüberliegenden Oberflächen sowie
einer an die einander gegenüberliegenden
Oberflächen
angrenzenden Stirnfläche
in der Führungseinrichtung
abstützen.
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Der
Arretierungsmechanismus der erfindungsgemäßen Anordnung zur Montage eines
Bauelements in einem Flugzeug umfasst vorzugsweise ein an dem Bauelement
befestigtes und/oder ein an dem Dämpfungselement befestigtes
Arretierelement. Das Arretierelement besteht beispielsweise aus Blech
oder einem Kunststoffmaterial.
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Ferner
kann der Arretierungsmechanismus der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug eine in der Führungseinrichtung
ausgebildete Aussparung umfassen. Die Form und die Größe des an
dem Bauelement befestigten Arretierelements ist vorzugsweise an
die Form und die Größe der in
der Führungseinrichtung
ausgebildeten Aussparung angepasst. Infolge dessen kann das Arretierelement
zur Befestigung des Bauelements in der Führungseinrichtung mit der in
der Führungseinrichtung
ausgebildeten Aussparung zusammenwirken. Der Arretierungsmechanismus
ermöglicht
somit eine einfache, aber dennoch sichere lösbare Befestigung des Bauelements
in der Führungseinrichtung.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug weist der Arretierungsmechanismus
mehrere in der Führungseinrichtung
ausgebildete Aussparungen auf, so dass das Bauelement mit Hilfe
des an dem Bauelement befestigten Arretierelements in verschiedenen
Positionen in der Führungseinrichtung
befestigt werden kann. Darüber
hinaus ermöglicht
die Bereitstellung mehrerer in der Führungseinrichtung ausgebildeter
Aussparungen die Befestigung einer Mehrzahl von Bauelementen in
ein und derselben Führungseinrichtung.
Dadurch wird es ermöglicht,
auf besonders effiziente Art und Weise eine einzige Führungseinrichtung
zur Montage mehrerer Bauelemente in dem Flugzeug zu nutzen.
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Das
Dämpfungselement
der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug weist vorzugsweise
eine geeignete Geometrie und/oder Shore-Härte auf, um durch die von ihm
auf das Bauelement aufgebrachten Rückstellkräfte den Arretierungsmechanismus
in seiner arretierten Stellung zu halten. Insbesondere halten die
Rückstellkräfte des
Dämpfungselements
das an dem Bauelement befestigte Arretierelement in Eingriff mit
der in der Führungseinrichtung
ausgebildeten Aussparung. Ein eine geeignete Geometrie und/oder Shore-Härte aufweisendes
Dämpfungselement
kann somit die Doppelfunktion erfüllen, eine selbsttragende Lagerung
des Bauelements in der Führungseinrichtung
zu ermöglichen
und gleichzeitig durch die auf das Bauelement aufgebrachten Rückstellkräfte den
Arretierungsmechanismus der erfindungsgemäßen Anordnung in seinem arretierten
Zustand zu halten. In Abhängigkeit
der Geometrie und des Gewichts des Bauelements sowie in Abhängigkeit
der konstruktiven Ausgestaltung des Arretierungsmechanismus kann
die Geometrie und/oder die Shore-Härte des Dämpfungselements angepasst werden,
um im in der Führungseinrichtung
montierten Zustand des Bauelements eine sichere Arretierung des
Arretierungsmechanismus zu gewährleisten.
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Alternativ
oder zusätzlich
dazu kann der Arretierungsmechanismus ein federelastisch ausgebildetes
Arretierelement umfassen. Das an dem Bauelement befestigte Arretierelement
kann dann als Rastelement wirken, das sich bei der Positionierung
des Bauelements in der Führungseinrichtung
federelastisch verformt und beispielsweise mit einem an der Führungseinrichtung
ausgebildeten komplementären Rastelement
verrastet, wenn das Bauelement die gewünschte Position in der Führungseinrichtung
erreicht hat. Als komplementäres
Rastelement kann die in der Führungseinrichtung
ausgebildete Aussparung dienen. An der Führungseinrichtung kann jedoch
auch ein anders ausgebildetes komplementäres Rastelement zum Zusammenwirken
mit einem federelastischen Arretierelement des Arretierungsmechanismus
vorgesehen sein.
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Die
Führungseinrichtung,
das Dämpfungselement
und/oder der Arretierungsmechanismus der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug bestehen vorzugsweise
aus elektrisch nicht leitfähigen
Materialien. Bei einer derartigen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung
kann auf eine Erdung des Bauelements, z.B. zum Schutz vor Blitzschlag,
verzichtet werden.
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In
Abhängigkeit
der Geometrie und des Gewichts des zu montierenden Bauelements kann
lediglich eine oben beschriebene Montageanordnung ausreichend sein,
um das Bauelement sicher in der gewünschten Position im Flugzeug
zu montieren. Falls erforderlich, können jedoch auch mehrere erfindungsgemäße Montageanordnungen
zur Montage eines einzigen Bauelements in dem Flugzeug verwendet
werden. Beispielsweise ist es denkbar, ein plattenförmiges Bauteil
mit Hilfe von zwei einander gegenüberliegenden Montageanordnungen
an der gewünschten
Position im Flugzeug zu befestigen. Bei einer derartigen Anordnung
kann das Bauelement beispielsweise entlang zweier einander gegenüberliegender
Ränder über je ein
Dämpfungselement oder
mehrere Dämpfungselemente
in zwei einander gegenüberliegenden
Führungseinrichtungen
abgestützt
und auf diese Art und Weise selbsttragend in den einander gegenüberliegenden
Führungseinrichtungen
gelagert werden.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug umfasst die Schritte
des Bereitstellens einer Führungseinrichtung,
die mit einer Flugzeugstruktur verbindbar oder integriert mit der
Flugzeugstruktur ausgebildet ist, sowie des Bereitstellens eines
elastisch verformbaren Dämpfungselements.
Das Bauelement wird derart in der Führungseinrichtung positioniert,
dass das Bauelement über
das elastisch verformbare Dämpfungselement
selbsttragend in der Führungseinrichtung
gelagert ist. Schließlich
wird das Bauelement durch einen Arretierungsmechanismus lösbar in
einer gewünschten
Position in der Führungseinrichtung
befestigt.
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Vor
dem Positionieren des Bauelements in der Führungseinrichtung wird vorzugsweise
das Dämpfungselement
an der Führungseinrichtung
oder dem Bauelement befestigt. Beispielsweise kann das Dämpfungselement
an die Führungseinrichtung
oder das Bauelement geklebt oder formschlüssig daran angebracht werden.
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Bei
der Positionierung in der Führungseinrichtung
wird das Bauelement vorzugsweise unter elastischer Verformung des
Dämpfungselements
in der Führungseinrichtung
verschoben.
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Wenn
das Bauteil die gewünschte
Position in der Führungseinrichtung
erreicht hat, wirkt vorzugsweise ein an dem Bauelement befestigtes
Arretierelement des Arretierungsmechanismus mit einer in der Führungseinrichtung
ausgebildeten Aussparung des Arretierungsmechanismus zusammen, um
das Bauelement lösbar
in der Führungseinrichtung
zu befestigen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug hält das Dämpfungselement
durch seine Rückstellkräfte den
Arretierungsmechanismus in seiner arretierten Stellung. Insbesondere
können
die Rückstellkräfte des
Dämpfungselements
das an dem Bauelement befestigte Arretierelement in Eingriff mit
der in der Führungseinrichtung
ausgebildeten Aussparung halten.
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Alternativ
oder zusätzlich
dazu kann der Arretierungsmechanismus durch die Rückstellkräfte eines
federelastisch ausgebildeten Arretierelements in seiner arretierten
Stellung gehalten werden. Insbesondere können die Rückstellkräfte des federelastisch ausgebildeten
Arretierelements das an dem Bauelement befestigte Arretierelement
in Eingriff mit der in der Führungseinrichtung
ausgebildeten Aussparung halten.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Anordnung
sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug werden nun anhand
der beigefügten,
schematischen Zeichnungen näher
erläutert, von
den
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1 eine
erste Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug zeigt,
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2a eine
zweite Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug zeigt, bei der sich ein
Arretierungsmechanismus in einer nicht arretierten Stellung befindet,
und
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2b die
zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Anordnung
zur Montage eines Bauelements in einem Flugzeug zeigt, bei der sich der
Arretierungsmechanismus in einer arretierten Stellung befindet.
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1 zeigt
eine erste Ausführungsform
einer Anordnung 10 zur Montage eines Bauelements 12 in
einem Flugzeug. Die Anordnung 10 umfasst eine Führungseinrichtung 14,
die in Form einer Schiene ausgebildet ist und einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist.
Die Führungseinrichtung 14 ist
mit einer in der 1 nicht gezeigten Flugzeugstruktur
verbunden, so dass insbesondere während des Flugs auftretende
Vibrationen und/oder Durchbiegungen der Flugzeugstruktur auf die
Führungseinrichtung 14 übertragen
werden.
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Die
Anordnung 10 umfasst ferner ein elastisch verformbares
Dämpfungselement 16,
das aus einem elastisch verformbaren Material, wie z.B. Fluorsilicon
oder Gummi besteht. Das Dämpfungselement 16 weist
einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt
auf, d.h. es ist so geformt, dass es einen Rand des plattenförmig ausgebildeten
Bauelements 12 umgreift. Das Dämpfungselement 16 ist
mit dem Bauelement 12 verklebt und weist an seinem Aussenumfang
eine Mehrzahl von Vorsprüngen 18 auf, die
sich an Innenflächen 20, 22, 24 der
Führungseinrichtung 14 abstützen. Das
Dämpfungselement 16 ermöglicht somit
eine selbsttragende Lagerung des Bauelements 12 in der
Führungseinrichtung 14.
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Durch
die selbsttragende Lagerung des Bauelements 12 in der Führungseinrichtung 14 wird
das Bauelement 12 zuverlässig von Schwingungen und/oder
Durchbiegungen entkoppelt, die von der Flugzeugstruktur auf die
Führungseinrichtungen 14 übertragen
werden. Das Bauelement 12 ist somit über das Dämpfungselement 16 spannungs-
und vibrationsarm in der Führungseinrichtung 14 gelagert.
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Um
das Bauelement 12 in einer gewünschten Position in der Führungseinrichtung 14 zu
befestigen, umfasst die Montageanordnung 10 ferner einen
Arretierungsmechanismus 26. Der Arretierungsmechanismus 26 wird
durch eine in der Führungseinrichtung 14 ausgebildete
Aussparung 28 sowie ein an dem Bauelement 12 befestigtes
Arretierelement 30 gebildet. Die Form und die Größe des Arretierelements 30 ist
an die Form und die Größe der in
der Führungseinrichtung 14 ausgebildeten
Aussparung 28 angepasst. Durch das Zusammenwirken des Arretierelements 30 mit
der in der Führungseinrichtung 14 ausgebildeten
Aussparung 28 wird das Bauelement 12 sicher in
seiner Position in der Führungseinrichtung 14 festgelegt.
Das Arretierelement 30 wird dabei durch die Rückstellkräfte des
elastisch verformbaren Dämpfungselements 16 in
Eingriff mit der in der Führungseinrichtung 14 ausgebildeten
Aussparung 28 gehalten.
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Die
Führungseinrichtung 14,
das Dämpfungselement 16 und/oder
das Arretierelement 30 bestehen jeweils aus elektrisch
nicht leitfähigen
Materialien. Dadurch kann auf eine Erdung des Bauelements 12,
beispielsweise zum Schutz vor Blitzschlag verzichtet werden.
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Die
in den 2a und 2b gezeigte
Anordnung 10 zur Montage eines Bauelements 12 in
einem Flugzeug unterscheidet sich von der in der 1 dargestellten
Anordnung dadurch, dass sie anstelle eines einzigen, den Rand des
Bauelements 12 umgreifenden Dämpfungselements 16 drei
Dämpfungselemente 16a, 16b, 16c umfasst.
Die Dämpfungselemente 16a, 16b und 16c stützen jeweils
zwei einander gegenüberliegende
Oberflächen
des Bauelements 12 sowie eine an die zwei einander gegenüberliegenden
Oberflächen
angrenzende Stirnfläche des
Bauelements 12 an den Innenflächen 20, 22, 24 der
Führungseinrichtung 14 ab.
Im übrigen
entspricht der Aufbau der in den 2a und 2b gezeigten Anordnung 10 dem
Aufbau der in der 1 dargestellten Anordnung.
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Im
folgenden wird die Montage des Bauelements 12 in einem
Flugzeug mit Hilfe der Montageanordnung 10 erläutert. Bei
der Montage des Bauelements 12 wird/werden zunächst in
einem ersten Schritt das Dämpfungselement 16 bzw.
die Dämpfungselemente 16a, 16b, 16c an
dem Bauelement 12 befestigt. Beispielsweise kann/können das
Dämpfungselement 16 bzw.
die Dämpfungselemente 16a, 16b, 16c auf
das Bauelement 12 geklebt werden.
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Anschließend wird
das Bauelement 12 mit dem daran befestigten Dämpfungselement 16 bzw. den
daran befestigten Dämpfungselementen 16a, 16b, 16c in
die Führungseinrichtung 14 eingeschoben,
wobei das Dämpfungselement 16 bzw. 16a durch
die in der 2a durch Pfeile veranschaulichte Kraft
F derart komprimiert wird, dass das an dem Bauelement 12 befestigte
Arretierelement 30 nicht mit der Führungseinrichtung 14 in
Kontakt gerät.
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Erst
wenn das Bauelement 12 die gewünschte Position in der Führungseinrichtung 14 erreicht
hat und keine Kraft F mehr auf das Bauelement 12 wirkt, nimmt
das Dämpfungselement 16 bzw. 16a wieder seine
ursprüngliche
Form an und das an dem Bauelement 12 befestigte Arretierelement 30 gerät mit der in
der Führungseinrichtung 14 ausgebildeten
Aussparung 28 in Eingriff. Durch seine elastischen Rückstellkräfte hält das Dämpfungselement 16 bzw. 16a das
Arretierelement 30 in Eingriff mit der in der Führungseinrichtung 14 ausgebildeten
Aussparung 28.