DE102011088061A1

DE102011088061A1 - Haltevorrichtung für eine Komponente eines Luft- oder Raumfahrzeugs

Info

Publication number: DE102011088061A1
Application number: DE102011088061A
Authority: DE
Inventors: Frank Klimpel
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2013-06-13
Also published as: US20130170894A1; US9500213B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung (1) für eine Komponente eines Luft- oder Raumfahrzeugs. Die Haltevorrichtung (1) weist einen Rumpfzellenabschnitt (2) und einen Komponentenabschnitt (3) auf, die über wenigstens ein Befestigungsmittel (5) miteinander verbunden sind. Zwischen dem Befestigungsmittel (5) und dem Komponentenabschnitt (3) ist ein derartiger Spalt vorgesehen, dass der Rumpfzellenabschnitt (2) und der Komponentenabschnitt (3) relativ zueinander beweglich sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für eine Komponente eines Luft- oder Raumfahrzeugs.
In Flugzeugen werden Haltevorrichtungen zum Halten von verschiedensten Komponenten eingesetzt, beispielsweise werden mittels Haltevorrichtungen Klimaanlagen, insbesondere Wärmetauscher und/oder Verdichter einer Klimaanlage, an einer Rumpfstruktur des Flugzeugs befestigt.
Die DE 100 35 301 C2 offenbart eine Haltevorrichtung für eine Klimaanlage. Diese Haltevorrichtung weist einen Aufhängerahmen auf, der sich von der Rumpfstruktur erstreckt. Eine Vielzahl von Aufhängestangen erstrecken sich von dem Aufhängerahmen und sind an ihren von dem Aufhängerahmen entfernten Ende mit einer Klimaanlage verbunden.
Dabei kann die Verbindung der Aufhängestangen mit der Klimaanlage über eine Kugelkopfkonstruktion an den Aufhängepunkten erfolgen. Die Kugelkopfkonstruktion ermöglicht eine Auslenkung der Kugelköpfe in einem gewissen Bereich, um eine Rumpfstrukturbewegung auszugleichen. Bei Auslenkungen der Rumpfstruktur durch z. B. Hard Landing in axialen und/oder vertikalen Richtungen können Strukturbauteile aus CFK bzw. CFRP eine größere Beweglichkeit als Strukturbauteile aus Metall aufweisen. Große Bewegungen von Strukturbauteilen können zu einer Erhöhung der Reaktionskräfte an Systembauteilen führen.
Zur Aufnahme erhöhter Reaktionskräfte kann die Materialstärke von Bauteilen der Haltevorrichtung erhöht werden. Eine Erhöhung der Materialstärke resultiert in einer Erhöhung der Steifigkeit, was wiederum zu höheren Reaktionskräften aufgrund einer geringeren Flexibilität der Bauteile führt. Alternativ kann die Anzahl der Aufhängestangen reduziert werden, was die Beweglichkeit der Flugzeugkomponente erhöht. Eine Reduzierung der Anzahl der Aufhängestangen ist aber aufgrund der Beschleunigungskräfte und der maximalen Lastaufnahme der Haltevorrichtung begrenzt. Auch soll der Aufbau der Haltevorrichtung nicht grundsätzlich verändert werden, da durch die Redundanz mit der Stangenanzahl die Behördenauflagen im Bezug auf Sicherheit erfüllt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Haltevorrichtung für eine Komponente eines Luft- oder Raumfahrzeugs vorzusehen, die Auslenkungen der Rumpfstuktur, insbesondere die gegenüber Metallrumpfstrukturen größeren Auslenkungen einer CFK-Rumpfstruktur, in einem großen Bereich zulässt.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist eine Haltevorrichtungen für eine Komponente eines Luft- oder Raumfahrzeugs vorgesehen, die einen Rumpfzellenabschnitt und einen Komponentenabschnitt aufweist. Die Haltevorrichtung ist durch den Rumpfzellenabschnitt mit einer Rumpfstruktur eines Luft- oder Raumfahrzeugs gekoppelt. Ferner ist die Haltevorrichtung durch den Komponentenabschnitt mit einer Komponente des Luft- oder Raumfahrzeugs gekoppelt. Der Rumpfzellenabschnitt und der Komponentenabschnitt sind durch wenigstens ein Befestigungsmittel miteinander verbunden. Dabei sind das Befestigungsmittel und der Komponentenabschnitt derart ausgebildet, dass zwischen dem Befestigungsmittel und dem Komponentenabschnitt ein Spalt besteht. Der Spalt ist derart ausgebildet bzw. vorgesehen, dass sich der Rumpfzellenabschnitt und der Komponentenabschnitt relativ zueinander bewegen können.
Da sich der Rumpfzellenabschnitt und der Komponentenabschnitt aufgrund des Spalts relativ zueinander bewegen können, wird auf einfache Weise sichergestellt, dass die Auslenkung bzw. Bewegung des Rumpfzellenabschnitts und/oder des Komponentenabschnitts erfolgen kann, ohne dass Reaktionskräfte entstehen, die der Bewegung des Rumpfzellenabschnitts und/oder des Komponentenabschnitts entgegengerichtet sind. Der Rumpfzellenabschnitt ist Teil der Haltevorrichtung und/oder Teil des Flugzeugrumpfes und/oder Teil des Luft- oder Raumfahrzeugs. So kann sich beispielsweise bei einer Bewegung der Rumpfstruktur, insbesondere einer CFK-Rumpfstruktur, des Luft- oder Raumfahrzeugs der Rumpfzellenabschnitt solange bewegen bis das Befestigungsmittel den Spalt überwindet und gegen den Komponentenabschnitt stößt. Solange das Befestigungsmittel nicht gegen den Komponentenabschnitt gestoßen ist, entstehen keine Reaktionskräfte, die der Bewegung des Komponentenabschnitts entgegengerichtet sind. Im Ergebnis wird durch das Vorsehen des Spalts sichergestellt, dass bei einer Auslenkung der Rumpfzelle und/oder einer Bewegung der Komponente des Luft- und Raumfahrzeugs keine hohen Reaktionskräfte zwischen Haltevorrichtung und Rumpfzelle entstehen, die im Endeffekt eine Beschädigung der Haltevorrichtung und/oder der Komponente des Luft- und Raumfahrzeugs verursachen können.
Der Spalt zwischen dem Befestigungsmittel und dem Komponentenabschnitt ist derart ausgebildet, dass höhere Auslenkungen bzw. Bewegungen des Rumpfzellenabschnitts und/oder des Komponentenabschnitts als bei den bekannten Kugelkopfkonstruktionen erfolgen können, ohne dass der Bewegung entgegengerichtete Reaktionskräfte entstehen.
Die Bewegung des Rumpfzellenabschnitts kann dabei in einer Ebene erfolgen, die eine zum Komponentenabschnitt weisende Seite des Rumpfzellenabschnitts enthält. Gleichermaßen kann eine Bewegung des Komponentenabschnitts in einer Ebene erfolgen, die eine zum Rumpfzellenabschnitt weisende Seite des Komponentenabschnitts enthält. Dabei kann die Bewegung des Rumpfzellenabschnitts und/oder Komponentenabschnitts entlang einer Längsachse des Luft- oder Raumfahrzeugs erfolgen. Natürlich kann die Bewegung des Rumpfzellenabschnitts und/oder des Komponentenabschnitts auch in einer Richtung quer zu der zuvor genannten Ebene bzw. quer zu der Längsachse des Luft- oder Raumfahrzeugs erfolgen. Im Ergebnis wird durch das Vorsehen des Spalts erreicht, dass der Rumpfzellenabschnitt und/oder der Komponentenabschnitt eine dreidimensionale Bewegung, wie beispielsweise eine Wellenbewegung, durchführen können.
Eine Bewegung des Rumpfzellenabschnitts kann infolge einer Bewegung der Rumpfstruktur des Luft- oder Raumfahrzeugs beispielsweise aufgrund einer Temperaturänderung und/oder einer Belastung der Rumpfstruktur bei einer harten Landung erfolgen. Eine Bewegung des Komponentenabschnitts kann infolge von Bewegungen der durch die Haltevorrichtung gehaltenen Komponente des Luft- oder Raumfahrzeugs, wie z. B. durch ein Schwingen eines Verdichters einer Klimaanlage des Luft- oder Raumfahrzeugs, resultieren.
In einer bevorzugten Ausführung kann sich das Befestigungsmittel, das als eine Schraube ausgebildet sein kann, durch eine Ausnehmung im Komponentenabschnitt hindurch erstrecken. Dabei ist der Spalt zwischen einer Umfangsfläche des Befestigungsmittels und einer in Richtung der Umfangsfläche des Befestigungsmittels weisenden Umfangswand der Ausnehmung ausgebildet. Das Befestigungsmittel kann an einem Ende mit dem Rumpfzellenabschnitt, insbesondere über eine Schraubenverbindung, verbunden sein, so dass sich das Befestigungsmittel gemeinsam mit dem Rumpfzellenabschnitt bewegt. Die Bewegung des Rumpfzellenabschnitts und damit des Befestigungsmittels kann solange ohne Kraftübertragung auf den Komponentenabschnitt bzw. ohne Entstehen einer Reaktionskraft erfolgen bis das Befestigungsmittel den Spalt überwunden hat und gegen den Komponentenabschnitt stößt. Genauso kann sich der Komponentenabschnitt solange relativ zu dem Rumpfzellenabschnitt und dem Befestigungsmittel bewegen bis der Komponentenabschnitt, insbesondere die Umfangswand der Ausnehmung im Komponentenabschnitt, gegen das Befestigungsmittel stößt.
Für den Fall, dass die Bewegung der Rumpfstruktur des Luft- oder Raumfahrzeugs und/oder die Bewegung der Komponente des Luft- oder Raumfahrzeugs so hoch ist, dass der Spalt zwischen dem Befestigungsmittel und dem Komponentenabschnitt überwunden wird, kann wenigstens ein Befestigungsmittel derart ausgebildet sein, dass es bricht bevor eine Beschädigung der zu haltenden Komponente des Luft- und Raumfahrzeugs erfolgt. Durch den Bruch des Befestigungsmittels wird für den Benutzer auf einfache Weise eine übermäßige Belastung der Haltevorrichtung sichtbar.
Der Komponentenabschnitt kann mit mehreren Befestigungsmitteln mit dem Rumpfzellenabschnitt verbunden sein. Die Befestigungsmittel können derart ausgebildet sein, dass diese bei unterschiedlichen Belastungen brechen. Somit wird auf einfache Weise sichergestellt, dass bei einer Überbelastung der Haltevorrichtung diese durch die nicht gebrochenen Befestigungsmittel weiterhin ihre Haltefunktion für eine Komponente des Luft- und Raumfahrzeugs wahrnehmen kann.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Befestigungsmittel einen Kugelkopf aufweisen, der formschlüssig beweglich mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 verbunden ist. Dabei wird, wenn der Spalt zwischen dem Befestigungsmittel und dem Komponentenabschnitt überwunden wird, eine Kippbewegung des Befestigungsmittels um das Kugelkopfzentrum initiiert, welche reversibel ist. Somit wird auf einfache Weise sichergestellt, dass bei einer Überbelastung der Haltevorrichtung diese durch die verkippten Befestigungsmittel weiterhin ihre Haltefunktion für eine Komponente des Luft- und Raumfahrzeugs wahrnehmen kann, ohne dass im Anschluss Teile getauscht werden müssten. Alternativ kann die Kippbewegung auch für die Bewegung der Rumpfstruktur des Luft- oder Raumfahrzeugs und/oder die Bewegung der Komponente des Luft- oder Raumfahrzeugs im normalen Belastungszustand vorgesehen sein. Die Befestigungsmittel können dann, analog zur vorangehenden Ausführungsform, derart ausgebildet sein, dass ein oder mehrere Befestigungsmittel bei einer Überbelastung brechen.
Der Rumpfzellenabschnitt und/oder der Komponentenabschnitt können derart ausgebildet sein, dass zwischen den beiden Komponenten ein Hohlraum ausgebildet ist. Durch den Hohlraum wird ermöglicht, dass sich der Rumpfzellenabschnitt quer zu einer Ebene bewegen kann, die die zum Komponentenabschnitt weisende Seite des Rumpfzellenabschnitts enthält. Ferner wird durch den Hohlraum ermöglicht, dass sich der Komponentenabschnitt quer zu einer Ebene bewegen kann, die die zum Rumpfzellenabschnitt weisende Seite des Komponentenabschnitts enthält. Im Ergebnis wird durch das Vorsehen des Hohlraums ermöglicht, dass eine Bewegung des Rumpfzellenabschnitts und/oder des Komponentenabschnitts entlang der zuvor genannten Richtung möglich ist, ohne dass sich eine der jeweiligen Bewegung entgegengerichtete Reaktionskraft ausbildet. Die Reaktionskraft entsteht erst dann, wenn der Rumpfzellenabschnitt und/oder der Komponentenabschnitt den Hohlraum überwunden haben und aufeinandertreffen.
Auf dem Befestigungsmittel kann in einem Bereich, der dem Hohlraum entsprechen kann, ein erstes Spannmittel, insbesondere eine erste Feder, vorgesehen sein. Des Weiteren kann auf dem Befestigungsmittel zwischen dem vom Rumpfzellenabschnitt abgewandten Ende des Befestigungsmittels und einer von dem Rumpfzellenabschnitt abgewandten Seite des Komponentenabschnitts ein zweites Spannmittel, insbesondere eine zweite Feder, vorgesehen sein. Das erste und zweite Spannmittel können bis zu einer vorgegebenen Kraft, wie beispielsweise 10.000 N, eine Bewegung des Rumpfzellenabschnitts und/oder Komponentenabschnitts verhindern. Ferner wirken das erste und zweite Spannmittel auf den Komponentenabschnitt und/oder Rumpfzellenabschnitt derart ein, dass sich nach einer Auslenkung des Rumpfzellenabschnitts und/oder der Bewegung des Komponentenabschnitts eine Ausgangsposition der Haltevorrichtung einstellt.
In der Ausgangsposition ist sichergestellt, dass zwischen dem Befestigungsmittel und dem Komponentenabschnitt der Spalt ausgebildet ist. Des Weiteren ist in der Ausgangsposition sichergestellt, dass zwischen dem Komponentenabschnitt und dem Rumpfzellenabschnitt der Hohlraum ausgebildet ist.
Das erste und/oder zweite Spannmittel können sich mit wenigstens einem Ende an jeweils einem Zentrierelement, insbesondere einer kalottenförmigen Schale, abstützten. Das Zentrierelement kann an den zum Komponentenabschnitt weisenden Enden des ersten und/oder zweiten Spannmittels angeordnet sein. Das Zentrierelement weist jeweils eine Öffnung auf, durch die sich das Befestigungsmittel erstreckt und ist größer dimensioniert als die Ausnehmung in dem Komponentenabschnitt, so dass das Zentrierelement an dem Komponentenabschnitt anliegt. Durch das Vorsehen einer kalottenförmigen Schale als Zentrierelement wird die Beweglichkeit des jeweiligen Befestigungsmittels verbessert.
Ferner kann in einer bevorzugten Ausführung in dem Rumpfzellenabschnitt eine Aussparung vorgesehen sein. Die Aussparung kann zum Führen eines wenigstens teilweise in der Aussparung befindlichen Kolbens dienen. Der Kolben kann, insbesondere linear, zu dem Rumpfzellenabschnitt verschoben werden und kann sich unmittelbar mit dem Komponentenabschnitt in Kontakt befinden. Der Kolben kann an seinem von dem Komponentenabschnitt entfernten Ende mit einem Federmittel gekoppelt sein. Das Federmittel ist innerhalb der Aussparung im Rumpfzellenabschnitt vorgesehen und stützt sich mit dem von dem Kolben entfernten Ende an dem Rumpfzellenabschnitt ab.
Der Kolben kann an seinem zum Komponentenabschnitt zugewandten Ende konvex oder konkav ausgebildet sein. Dementsprechend kann der Komponentenabschnitt eine zum Ende des Kolbens korrespondierend konkav oder konvex geformte Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme des Endes des Kolbens aufweisen. Dabei erstreckt sich zumindest das konkav oder konvex ausgebildete Ende des Kolbens in dem Hohlraum zwischen Rumpfzellenabschnitt und Komponentenabschnitt. Durch das Vorsehen des Kolbens wird auf einfache Weise erreicht, dass nach einer Auslenkung des Rumpfzellenabschnitts und/oder des Komponentenabschnitts die beiden Abschnitte in die Ausgangsposition bewegt werden.
Ein Faltenbalg kann mit dem Rumpfzellenabschnitt und dem Komponentenabschnitt gekoppelt sein und den Hohlraum zwischen dem Rumpfzellenabschnitt und dem Komponentenabschnitt umschließen. Somit wird auf einfache Weise verhindert, dass Schmutzpartikel zwischen den Rumpfzellenabschnitt und den Komponentenabschnitt gelangen.
An der zum Rumpfabschnitt weisenden Seite des Komponentenabschnitts kann wenigstens ein Dämpfungsmittel angeordnet sein. Durch das Dämpfungsmittel kann auf einfache Weise ein Aufeinandertreffen des Rumpfzellenabschnitts mit dem Komponentenabschnitt gedämpft werden. Dabei kann das Dämpfungsmittel einen Sensor aufweisen, mittels dem ein Aufeinandertreffen des Komponentenabschnitts und des Rumpfzellenabschnitts detektiert wird. Für den Fall eines Zusammenstoßes der beiden Abschnitte kann ein Ausgabesignal ausgegeben werden, das den Benutzer über den Zusammenstoß informiert.
Die Haltevorrichtung kann in einem Luft- oder Raumfahrzeug eingesetzt werden. Insbesondere kann der Komponentenabschnitt einen Haltebereich aufweisen, der mit einer Klimaanlage des Luft- oder Raumfahrzeugs, insbesondere einem Verdichter und/oder einem Wärmetauscher, gekoppelt wird.
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird mittels diesen nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
Von den Figuren zeigen:
1 eine Schnittansicht durch die Haltevorrichtung;
2 eine Vorderansicht auf die Haltevorrichtung; und
3 eine Schnittansicht durch eine alternative Ausführungsform der Haltevorrichtung.
Die in 1 gezeigte Haltevorrichtung 1 weist einen Rumpfzellenabschnitt 2 und einen Komponentenabschnitt 3 auf. Der Rumpfzellenabschnitt 2 weist einen Grundabschnitt 21 auf, in dem mehrere Bohrungen 23 vorgesehen sind. Mittels der Bohrungen 23 und weiterer in den Figuren nicht gezeigter Verbindungsmittel wird der Rumpfzellenabschnitt 2 mit einer in den Figuren nicht dargestellten Rumpfstruktur eines Luft- oder Raumfahrzeugs verbunden. Von einem mittigen Bereich des Grundabschnitts 21 erstreckt sich ein Abschnitt 22 in Richtung zum Komponentenabschnitt 3 und steht von dem Grundabschnitt 21 vor. In dem vorstehenden Abschnitt 22 ist eine Aussparung 20 vorgesehen, innerhalb der ein Kolben 11 wenigstens teilweise angeordnet ist.
Der Kolben 11 ist innerhalb der Aussparung 20 relativ zu dem Rumpfzellenabschnitt 2 verschiebbar. Innerhalb der Aussparung ist ein Federmittel 24 vorgesehen, das mit einem Ende mit dem Kolben 11 gekoppelt ist. Mit seinem von dem Kolben 11 entfernten Ende stützt sich das Federmittel 24 an dem Rumpfzellenabschnitt 2 ab. Der Kolben 11 weist an seinem von dem Federmittel 24 entfernten Ende ein kalottenförmiges Ende 12 auf, das mit dem Komponentenabschnitt 3 unmittelbar in Kontakt steht.
Der Komponentenabschnitt 3 weist einen Basisabschnitt 30 und einen von dem Basisabschnitt 30 in eine Richtung weg von dem Rumpfzellenabschnitt 2 abstehenden Haltebereich 32 auf. Der Haltebereich 32 weist an seinem von dem Basisabschnitt 30 entfernten Ende eine Komponentenaufnahme 31 zum Aufnehmen einer in den Figuren nicht dargestellten Komponente eines Luft- oder Raumfahrzeugs, wie beispielsweise einen Wärmetauscher und/oder Verdichter einer Klimaanlage des Luft- oder Raumfahrzeugs, auf. zwischen dem Rumpfzellenabschnitt 2 und dem Komponentenabschnitt 3 ist ein Hohlraum 10 ausgebildet. Der Hohlraum 10 wird durch einen Faltenbalg 4 umschlossen, der mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 und dem Komponentenabschnitt 3 gekoppelt ist.
An einer dem Rumpfzellenabschnitt 2 zugewandten Seite 34 des Komponentenabschnitts 3, insbesondere des Basisabschnitts 30, ist ein Dämpfungsmittel 33 angeordnet. Das Dämpfungsmittel 33 dient zum Dämpfen eines Zusammenstoßes des Rumpfzellenabschnitts 2 mit dem Komponentenabschnitt 3, wenn sich die Rumpfstruktur des Luft- oder Raumfahrzeugs und/oder die Komponente des Luft- oder Raumfahrzeugs bewegt. Der Basisabschnitt 30 weist an seiner zu dem Rumpfzellenabschnitt 2 zugewandten Seite 34 eine kalottenförmige Aussparung 36 auf. Die kalottenförmige Aussparung 36 ist derart ausgebildet, dass sie das kalottenförmige Ende des Kolbens 11 wenigstens teilweise aufnehmen kann. Dies bedeutet, dass sich der Kolben 11 über die kalottenförmige Aussparung 36 mit dem Komponentenabschnitt 3 in Kontakt befindet.
Der Komponentenabschnitt 3 wird über mehrere Befestigungsmittel, bei denen es sich beispielsweise um Schrauben 5 handelt, mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 verbunden. Genauer gesagt werden die Schrauben 5 mit einem Ende mit einem im vorstehenden Abschnitt 22 vorgesehenen Innengewinde gekoppelt. Des Weiteren erstrecken sich die Schrauben 5 durch eine Ausnehmung 35 im Komponentenabschnitt 3, insbesondere im Basisabschnitt 30. Die Ausnehmung 35 und die Schrauben 5 sind derart ausgebildet, dass zwischen einer Umfangsfläche der Schraube 5 und einer Umfangswand der Ausnehmung 35 ein Spalt 37 ausgebildet ist. Durch das Vorsehen des Spaltes 37 sind der Rumpfzellenabschnitt 2 mit der Schraube 5 und der Komponentenabschnitt 3 relativ zueinander beweglich. Der sich durch die Ausnehmung 35 des Komponentenabschnitts 3 erstreckende Teil der Schraube 5 weist kein Außengewinde auf.
Auf der Schraube 5 ist eine erste Feder 50 angeordnet, die sich mit einem Ende gegen den Rumpfzellenabschnitt 2 und mit dem anderen Ende gegen eine kalottenförmige Schale 38 abstützt. Die Schale 38 ist größer dimensioniert als die Ausnehmung 35 und liegt an dem Basisabschnitt 30 an. Die erste Feder 50 ist auf einem Abschnitt der Schraube 5 angeordnet, der sich durch den Hohlraum 10 erstreckt. Des Weiteren ist eine zweite Feder 51 auf der Schraube 5 angeordnet. Die zweite Feder 51 stützt sich an einem Ende an einer weiteren Schale 38' ab. Die weitere Schale 38' ist entsprechend der Schale 38 größer als die Ausnehmung 35 dimensioniert und liegt an dem Basisabschnitt 30 an. Die Schale 38 und die weitere Schale 38' sind an sich gegenüberliegenden Enden des Basisabschnitts 30 angeordnet. Ferner stützt sich die zweite Feder 52 an ihrem von dem Komponentenabschnitt 3 abgewandten Ende von einem Schraubenkopf der Schraube 5 ab.
2 illustriert eine Vorderansicht auf die Haltevorrichtung 1. Wie aus dieser ersichtlich ist, weist der Grundabschnitt 21 des Rumpfzellenabschnitts 2 eine ovale Form auf. Der Basisabschnitt 30 des Komponentenabschnitts 3 ist kreisförmig ausgebildet und wird mittels vier Schrauben 5 mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 verbunden.
Im Folgenden wird kurz die Funktionsweise der Haltevorrichtung 1 erläutert. Auch wenn die Funktionsweise unter Zuhilfenahme der Bezugszeichen erfolgt, ist die Erfindung nicht auf die in den Figuren dargestellte Haltevorrichtung 1 beschränkt. Im Folgenden wird nur eine Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 entlang der Pfeilrichtung P, P' besprochen. Natürlich funktioniert die Haltevorrichtung in gleicher Weise, wenn nicht der Rumpfzellenabschnitt 2 allein, sondern der Komponentenabschnitt 3 alleine oder zusammen mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 bewegt wird. Ferner funktioniert die Haltevorrichtung in gleicher Weise auch in den Fällen, bei denen der Rumpfzellenabschnitt 2 und/oder der Komponentenabschnitt 3 in eine andere Richtung als die in den 1 dargestellte Richtung P, P' bewegt werden.
Bei einer Bewegung der Rumpfstruktur des Luft- oder Raumfahrzeugs wird diese Bewegung über die in den Figuren nicht gezeigten Verbindungsmittel auf den Rumpfzellenabschnitt 2 übertragen. Die Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 kann beispielsweise entlang der in 1 gezeigten Richtungen P, P' erfolgen. Bei einer Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 in die Richtung P bewegen sich die mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 verbundenen Schrauben 5 in die gleiche Richtung P wie der Rumpfzellenabschnitt 2.
Der Rumpfzellenabschnitt 2 kann sich dabei solange relativ zu dem Komponentenabschnitt 3 bewegen, bis die Schraube 5 gegen den Komponentenabschnitt 3 stößt. Solange die Schraube 5 nicht gegen den Komponentenabschnitt stößt, entsteht keine Reaktionskraft, die der Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 in die Richtung P entgegengerichtet ist. Dies bedeutet, dass sich der Rumpfzellenabschnitt 2 bis zum Stoß der Schraube 5 gegen den Komponentenabschnitt 3 relativ zum Komponentenabschnitt 3 bewegen kann. Nach einer Auslenkung des Rumpfzellenabschnitts stellt der Kolben 11 sicher, dass die Ausgangsposition der Haltevorrichtung 1 eingestellt wird.
Die Federn 50, 51 stellen einer Auslenkung des Rumpfzellenabschnitts 2 in Richtung P' einen Widerstand entgegen. Erst wenn eine durch die Auslenkung des Rumpfzellenabschnitts 2 aufgebrachte Kraft einen vorgegebenen Wert übersteigt, bewegt sich der Rumpfzellenabschnitt 2 in Richtung P'. Bei dieser Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 werden die Federn 50 bzw. 51 gespannt. Die Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 in Richtung zu dem Komponentenabschnitt ist natürlich nur bis zu einem Zusammenstoß der beiden Abschnitte möglich. Erst ab diesem Punkt steht einer weiteren Bewegung des Rumpfzellenabschnitt eine entsprechende Reaktionskraft entgegen. Dabei wird der Zusammenstoß der beiden Abschnitte durch das Dämpfungsmittel 33 gedämpft. Des Weiteren wird bei der Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 in Richtung zum Komponentenabschnitt 3 das Federmittel 24 gespannt. Dies erfolgt, da der Kolben 11 in Kontakt mit dem Komponentenabschnitt 3 ist und daher nicht mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 bewegt wird bzw. der Rumpfzellenabschnitt 2 sich relativ zum Kolben 11 bewegt.
Nach einer Auslenkung des Rumpfzellenabschnitts 2 stellen der Kolben 11 und die Federn 50, 51 sicher, dass die Ausgangsposition der Haltevorrichtung 1 eingestellt wird.
3 zeigt eine Schnittansicht durch eine alternative Ausführungsform der Haltevorrichtung.
Darin sind die Kugelkopfbolzen 5', welche an ihrem dem Rumpfzellenabschnitt zugewandten Ende einen Kugelkopf aufweisen, mittels einer Kugelkopfaufnahme 25 formschlüssig beweglich mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 verbunden.
Bei einer Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 in die Richtung P verkippen sich die mit dem Rumpfzellenabschnitt 2 verbundenen Kugelkopfbolzen 5' in die Richtung P in der sich der Rumpfzellenabschnitt 2 bewegt. Der Rumpfzellenabschnitt 2 kann sich dabei solange relativ zu dem Komponentenabschnitt 3 bewegen, bis der Kugelkopfbolzen 5' an zwei gegenüberliegenden Punkten in der Ausnehmung 35' gegen den Komponentenabschnitt 3 stößt. Solange der Kugelkopfbolzen 5' nicht an zwei gegenüberliegenden Punkten in der Ausnehmung 35' gegen den Komponentenabschnitt stößt, entsteht abgesehen vom Widerstand des Kugelkopfes beim Verkippen keine Reaktionskraft, die der Bewegung des Rumpfzellenabschnitts 2 in die Richtung P entgegengerichtet ist. Dies bedeutet, dass sich der Rumpfzellenabschnitt 2 bis zum Stoß des Kugelkopfbolzens 5' an zwei gegenüberliegenden Punkten in der Ausnehmung 35' gegen den Komponentenabschnitt 3 relativ zum Komponentenabschnitt 3 bewegen kann. Nach einer Auslenkung des Rumpfzellenabschnitts stellt der Kolben 11 sicher, dass die Ausgangsposition der Haltevorrichtung 1 eingestellt wird. Somit wird insbesondere die laterale Beweglichkeit des Basisabschnitts 30 durch die zusätzliche Kippbewegung der Kugelkopfbolzen 5' erweitert.
Falls die laterale Beweglichkeit in diesem erweiterten Umfang nicht benötigt wird, kann optional die Ausnehmung 35 in ihrem Durchmesser reduziert werden, so dass ein kleinerer Spalt 37' im Vergleich zum Spalt 37 der ersten Ausführungsform vorliegt. Somit wird ein maximal möglicher Kippwinkel des Kugelkopfbolzens 5' verkleinert und gleichzeitig die mögliche Bewegung in die Richtung P ohne Kontakt des Kugelkopfbolzens 5' mit dem Komponentenabschnitt 3 reduziert. Dadurch wird insgesamt die Beweglichkeit wieder reduziert. Die Beweglichkeit kann so insbesondere auf ein gleiches Maß, wie in der Ausführungsform aus 1 eingestellt werden.
Obwohl die Erfindung vorliegend anhand der Figuren exemplarisch beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
Beispielsweise müssen keine Schrauben und/oder Kugelkopfbolzen eingesetzt werden, sondern es können weitere Befestigungsmittel eingesetzt werden, mittels denen ein Formschluss mit dem Rumpfzellenabschnitt erreicht wird und gleichzeitig sichergestellt ist, dass sich der Rumpfzellenabschnitt und der Komponentenabschnitt relativ zueinander bewegen können.
Auch muss der Kolben kein kalottenförmiges Ende aufweisen. Der Kolben muss jedoch derart ausgebildet sein, dass durch diesen sichergestellt ist, dass die Haltevorrichtung nach einer Krafteinwirkung in ihre Ausgangsposition gebracht wird. Die Ausbildung des Kolbens soll die Haltevorrichtung zentrieren, wobei die Federn die Ausgangsposition in Richtung P wieder einstellen. Beispielsweise kann eine Kugelkalottenform des Kolbens diese Funktionalität erfüllen und eine Auslenkung des Komponentenabschnitts in lateraler Richtung erlauben.
Bezugszeichenliste

1: Haltevorrichtung
2: Rumpfzellenabschnitt
3: Komponentenabschnitt
4: Faltenbalg
5, 5': Befestigungsmittel
10: Hohlraum
11: Kolben
12: Zum Komponentenabschnitt zugewandtes Ende
20: Aussparung
21: Grundabschnitt
22: vorstehenden Abschnitt
23: Bohrung
24: Federmittel
25: Kugelkopfaufnahme
30: Basisabschnitt
31: Komponentenaufnahme
32: Haltebereich
33: Dämpfungsmittel
34: Rumpfzellenabschnitt zugewandte Seite
35: Ausnehmung
36: Aufnahmeeinrichtung
37, 37': Spalt
38, 38': Zentrierelement
50: erste Feder
51: zweite Feder
P, P': Bewegungsrichtung des Rumpfzellenabschnitts

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10035301 C2 [0003]

Claims

Haltevorrichtung (1) für eine Komponente eines Luft- oder Raumfahrzeugs mit: einem Rumpfzellenabschnitt (2) zum Koppeln der Haltevorrichtung (1) mit einer Rumpfzelle des Luft- oder Raumfahrzeugs; einem Komponentenabschnitt (3) zum Koppeln der Haltevorrichtung (1) mit der Komponente des Luft- oder Raumfahrzeugs; und wenigstens einem Befestigungsmittel (5), das den Komponentenabschnitt (3) und den Rumpfzellenabschnitt (2) miteinander verbindet, wobei zwischen dem Befestigungsmittel (5) und dem Komponentenabschnitt (3) ein Spalt (37) derart vorgesehen ist, dass der Rumpfzellenabschnitt (2) und der Komponentenabschnitt (3) relativ zueinander beweglich sind.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Befestigungsmittel (5) durch eine Ausnehmung (35) des Komponentenabschnitts (3) hindurch erstreckt, wobei der Spalt (37) zwischen einer Umfangsfläche des Befestigungsmittels (5) und einer in Richtung der Umfangsfläche des Befestigungsmittels (5) weisenden Umfangswand der Ausnehmung (35) ausgebildet ist.
Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rumpfzellenabschnitt (2) und dem Komponentenabschnitt (3) ein Hohlraum (10) ausgebildet ist.
Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Befestigungsmittel (5) in einem Abschnitt zwischen dem Rumpfzellenabschnitt (2) und dem Komponentenabschnitt (3) ein erstes Spannmittel (50), insbesondere eine erste Feder (50), vorgesehen ist.
Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Rumpfzellenabschnitt (2) eine Aussparung (20) vorgesehen ist, in der ein relativ zu dem Rumpfzellenabschnitt (2) verschiebbarer, insbesondere linear verschiebbarer, Kolben (11) angeordnet ist, wobei sich der Kolben (11) mit dem Komponentenabschnitt (3) in Kontakt befindet.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (11) an seinem zum Komponentenabschnitt (3) zugewandten Ende (12) konvex oder konkavausgebildet ist und der Komponentenabschnitt (3) eine zum Ende des Kolbens (11) korrespondierend konkav oder konvex geformte Aufnahmeeinrichtung (32) zur Aufnahme des Endes (12) des Kolbens (11) aufweist.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Aussparung (20) ein Federmittel (24) vorgesehen ist, das sich mit einem Ende an dem Kolben (11) und mit dem anderen Ende an dem Rumpfzellenabschnitt (2) abstützt.
Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer zu dem Rumpfzellenabschnitt (2) zugewandten Seite (34) des Komponentenabschnitts (3) ein Dämpfungsmittel (33) angeordnet ist.
Haltevorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungsmittel (33) einen Sensor aufweist, der einen Zusammenstoß des Rumpfzellenabschnitts (2) mit dem Komponentenabschnitt (3) erfasst.
Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Befestigungsmittel (5) zwischen dem von dem Rumpfzellenabschnitt (2) abgewandten Ende des Befestigungsmittels (5) und einer von dem Rumpfzellenabschnitt (2) abgewandten Seite des Komponentenabschnitt (3) ein zweites Spannmittel (51) angeordnet ist.
Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das sich das erste Spannmittel (50) und/oder das zweite Spannmittel (51) mit wenigstens einem Ende an einem Zentrierelement (38, 38'), insbesondere einer kalottenförmigen Schale (38, 38'), abstützen.
Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Befestigungsmittel (5) als Schraube und/oder als Kugelkopfbolzen ausgebildet ist.
Haltevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Faltenbalg (4) vorgesehen ist, der mit dem Rumpfzellenabschnitt (2) und dem Komponentenabschnitt (3) verbunden ist und den Hohlraum (10) umschließt.
Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Komponentenabschnitt (3) einen Haltebereich (31) aufweist, der mit einer Klimaanlage eines Luft- oder Raumfahrzeugs, insbesondere einem Wärmetauscher und/oder einem Verdichter der Klimaanlage, gekoppelt ist.
Luft- oder Raumfahrzeug mit zumindest einem Rumpfzellenabschnitt (2), insbesondere Rumpfzellenabschnitt (2) der CFK enthält, mit wenigstens einer Haltevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.