DE102011114457B4

DE102011114457B4 - Flugzeugrumpf mit an einem Türrahmenspant befestigten Türstoppern

Info

Publication number: DE102011114457B4
Application number: DE102011114457.2A
Authority: DE
Inventors: Carsten Paul
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: DE102011114457A1; US20130075528A1; US9145196B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Flugzeugrumpf mit mindestens einer Öffnung, die von einer Klappe oder Tür (6) verschließbar ist, welche an mindestens einem an einem rumpfseitigen Türrahmenspant (3) angeordneten Türstopper (1) zur Anlage kommt, der die Anschlagkräfte in einen Zwischenkostal (4) zur Ableitung in eine Spanten umfassende Flugzeugstruktur überträgt, wobei der Türrahmenspant (3) einen Durchbruch (7) aufweist, durch welchen sich ein Anschlagabschnitt (8) des Türstoppers (1) hindurch erstreckt, wobei ein hieran anschließender Befestigungsplattenabschnitt (10) an der Rückseite (11) des Türrahmenspants (3) zur Anlage kommt, welcher mit Mitteln zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper (1) in den Zwischenkostal (4) zusammenwirkt.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Flugzeugrumpf mit mindestens einer Öffnung, die von einer Klappe oder Tür verschließbar ist, welche an mindestens einem an einem rumpfseitigen Tührramenspant angeordneten Türstopper zur Anlage kommt, der die Anschlagkräfte in einen Zwischenkostal zur Ableitung in eine Spanten umfassende Flugzeugstruktur überträgt.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf den Flugzeugbau. Die gewöhnlich aus Spanten und Stringern bestehende Flugzeugstruktur von Verkehrsflugzeugen mit großvolumigen Rümpfen ist mit einer Außenhaut versehen, in welche Öffnungen für Klappen zum Zugang in den Frachtraum, Serviceklappen und insbesondere Türen, für den Zugang zur Kabine angeordnet sind.
Hintergrund der Erfindung
Aus der EP 1 227 034 B1 geht eine Flugzeugtür sowie eine Gelenkvorrichtung zur Bewegung derselben bezüglich einer Öffnung im Flugzeugrumpf hervor. Die Tür umfasst einen mit dem Flugzeugrumpf fest verbundenen Türrahmenspant, welche im Inneren eine im Wesentlichen rechteckige Öffnung begrenzt. Wenn die Tür geschlossen ist, ist diese Öffnung von einem Türblatt der Tür verdeckt. Die Tür ist zur Bewegung mit einem Pfeiler des Türrahmenspants über eine Gelenkvorrichtung verbunden. Die Gelenkvorrichtung hat hauptsächlich die Funktion, die von der Tür bezüglich der Öffnung nach außen eingeschlagene Wegstrecke festzulegen. Die Gelenkvorrichtung hat ferner auch die Funktion, die Ausrichtung der Tür bei der Bewegung entlang der vorgenannten Wegstrecke konstant zu halten. Die Tür ist ferner mit Verriegelungsmitteln versehen, die die Verriegelung und Entriegelung der Tür bezüglich des Türrahmenspants dienen, wenn sich die Tür in der geschlossenen Position befindet. Der Türrahmenspant ist weiterhin mit Anschlägen versehen, die längs der im Wesentlichen vertikalen Pfeiler des Türrahmenspants der Tür angeordnet sind. Wenn die Tür geschlossen ist, kommen türseitige Anschläge mit den Anschlägen seitens des Türrahmenspants in Kontakt und bestimmen die Schließposition der Tür bezüglich des Flugzeugrumpfes.
In der 1 ist ein allgemein im Stand der Technik bekannter und als Anschlag dienender Türstopper 1 dargestellt, der über mehrere – hier schematisch dargestellte – Schraubverbindungsmittel 2 an einem Türrahmenspant 3 angeschraubt ist. Die Schraubverbindungsmittel 2 stellen auch eine Verbindung zu einem sogenannten Zwischenkostal 4 her. Die Anschlagkräfte am Türstopper 1 werden von einem am Zwischenkostal 4 in die Flugzeugstruktur abgeleitet. Die die Anschlagkräfte auf den Türstopper 1 erzeugende Tür 6 ist hier nur schematisch dargestellt.
Aus der DE 10 2004 009 020 A1 geht ein typischer Zwischenkostal, welcher auch als Intercostal bezeichnet wird, hervor. Der Zwischenkostal wird im Bereich der Öffnung eines Flugzeugrumpfes eingesetzt, um Momente und Kräfte, wie die an Türstoppern wirkenden Anschlagkräfte auf einen benachbarten Spant oder die Flugzeughaut zu übertragen. Der Zwischenkostal zum Ableiten von Kräften und Momenten von einem ersten Spant, beispielsweise auch einem Türrahmenspant, zu einem zweiten Spant oder der Flugzeugaußenhaut des Flugzeuges besteht aus einer Fachwerkstruktur mit einem Innengurt, einem Außengurt und mehreren dazwischen verlaufenden Stäben, welche eine einer Fachwerkstruktur entsprechende Dreieckform bilden. Der Außengurt ist zur anliegenden Montage entlang der Außenhaut des Flugzeugrumpfes angepasst, um eine Stützung der Außenhaut zu ermöglichen. Über diverse Verbindungswinkel und Verbindungsriegel folgt die Anbindung des Zwischenkostals an benachbarte Spanten und dergleichen.
Die Patentschrift DE 10 2007 021 076 B4 offenbart ein Interkostal für ein für ein Luft- oder Raumfahrzeug zum Ableiten einer Last von einem ersten Spant auf einen zweiten Spant und/oder eine Haut des Luft- und/oder Raumfahrzeugs, mit mindestens einem Durchführungsbereich zum Durchführen von Systemleitungen oder dergleichen. Der Interkostal weist eine zumindest zwischen einer ersten und einer zweiten Position bewegliche Traverse auf, die in der ersten Position zum Bilden eines Kraftflusses zum Ableiten einer Last zwischen dem ersten Spant und dem zweiten Spant vorgesehen ist und in der zweiten Position den Durchführungsbereich von einer vorbestimmten Seite her freigibt. Dadurch entsteht der Vorteil, dass die Durchführungsbereiche, in denen Systemleitungen angeordnet sind, auf einfache Weise leicht zugänglich sind, indem die bewegliche Traverse entweder verschwenkt wird, zumindest teilweise oder vollständig entfernbar ist.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Flugzeugrumpf mit an einem Türrahmenspant angeordneten Türstoppern dahingehend weiter zu verbessern, dass die auf den Türstopper wirkenden Anschlagkräfte unter Verwendung weniger Strukturbauteile sicher in die Flugzeugstruktur abgeleitet werden können.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Flugzeugrumpf gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Türrahmenspant einen Durchbruch aufweist, durch welchen sich ein Anschlagabschnitt eines Türstoppers hindurch erstreckt, wobei ein hieran sich rückwärtig anschließender Befestigungsplattenabschnitt an der Rückseite des Türrahmenspants zur Anlage kommt, welcher mit Mitteln zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper in den Zwischenkostal zusammenwirkt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass auf einen wie in 1 dargestellten Spant zur Ableitung der Anschlagkräfte in die Flugzeugstruktur verzichtet werden kann. Ferner gestattet die Montage des Türstoppers durch den Durchbruch des Türrahmenspants hindurch einen weitestgehend verdeckten Anbau des Türstoppers an dem Türrahmenspant, da von außen gesehen her lediglich der Anschlagabschnitt aus dem Durchbruch hervorragt. Durch die erfindungsgemäße Lösung können die auf den Türstopper einwirkenden Anschlagkräfte der Tür direkt in den Zwischenkostal eingeleitet werden, welcher die Kräfte in die Flugzeugstruktur ableitet.
Die Mittel zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper in den Zwischenkostal können erfindungsgemäß auf verschiedene Weise ausgebildet sein:
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Mittel zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper in den Zwischenkostal als ein sich von dem Befestigungsplattenabschnitt zur angrenzenden Zelle des Zwischenkostals erstreckendes Verbindungsblech ausgebildet. Das Verbindungsblech kann dabei über mehrere Nieten oder Schrauben am Befestigungsplattenabschnitt des Türstoppers und am Zwischenkostal befestigt werden. Diese Ausführungsform kann insbesondere bei allen Türumgebungen aus Aluminium angewendet werden. Vorzugsweise sollten der Türstopper aus einem Titanmaterial und der Zwischenkostal sowie das Verbindungsblech aus einem Aluminiummaterial bestehen. Ein aus Titanmaterial bestehender Türstopper vereint ein geringes Bauteilgewicht mit hoher Festigkeit. Der Türstopper kann dabei beispielsweise aus einer Titanplatte gefräst oder gesägt werden, aus einem Titanschmiedeteil gefräst werden oder als Titanfeinguss ohne anschließende spanende Bearbeitung hergestellt werden.
Alternativ hierzu kann als Mittel zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper in den Zwischenkostal der Befestigungsplattenabschnitt des Türstoppers als integraler Bestandteil des Zwischenkostals ausgeführt werden. In diesem Falle sollte der Zwischenkostal mit dem Türstopper aus einem Titanmaterial bestehen, um insgesamt eine hinreichende Festigkeit zu gewährleisten. Diese Ausführungsform kann vorzugsweise bei allen Türumgebungen aus Aluminium oder aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere aus einem kohlefaserverstärkten Kunststoff (CFK) angewendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Mittel zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper in den Zwischenkostal als eine sich von dem Befestigungsplattenabschnitt zur angrenzenden Zelle des Zwischenkostals erstreckende nicht-metallische Verbindungsplatte ausgebildet sind. In diesem Falle besteht der Türstopper vorzugsweise aus einem Titanmaterial und der Zwischenkostal sowie die Verbindungsplatte aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial. Diese Ausführungsform eignet sich vorzugsweise für Türumgebungen, die aus faserverstärktem Kunststoffbestehen. Denn der aus demselben Material bestehende Intercostal lässt sich in einfacher Weise in die übrige Flugzeugstruktur integrieren.
Gemäß einer weiteren, die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass der Anschlagabschnitt des Türstoppers im Verbindungsbereich zum sich hieran anschließenden Befestigungsplattenabschnitt einen kreuzförmigen Querschnitt aufweist. Durch diesen Querschnitt wird die Festigkeit des Bauteils materialsparend erhöht. In diesem Falle sollte der Durchbruch in dem Türrahmenspant den kreuzförmigen Querschnitt des Türstoppers umgeben und kann entsprechend polygonal oder oval ausgeführt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 einen Detailquerschnitt im Bereich des Türrahmenspants mit einem hieran befestigten Türstopper des Standes der Technik,
2 einen Detailquerschnitt im Bereich des Türrahmenspants mit hieran befestigtem Türstopper gemäß der Erfindung,
3 eine Seitenansicht eines mit dem Türstopper verbundenen Zwischenkostal in einer ersten Ausführungsform,
4 eine Seitenansicht eines mit dem Türstopper verbundenen Zwischenkostal in einer zweiten Ausführungsform,
5 eine Seitenansicht eines mit dem Türstopper verbundenen Zwischenkostal in einer dritten Ausführungsform,
6 eine Draufsicht auf den Türrahmenspant mit eingebautem Türstopper, und
7 eine Draufsicht auf einen Zwischenkostal mit hieran befestigtem Türstopper.
Detailbeschreibung der Zeichnungen
Gemäß 2 weist der Türrahmenspant 3 einen Durchbruch 7 auf, durch welchen sich ein Anschlagabschnitt 8 des Türstoppers 1 hindurch erstreckt. Flugzeugaußenseitig benachbart zum Türstopper 1 ist ein für die – hier nicht weiter dargestellt – Tür dienendes Dichtungsprofil 9 an dem Türrahmenspant 3 angebracht.
Ein sich am Anschlagabschnitt 8 des Türstoppers 1 rückwärtig anschließender Befestigungsplattenabschnitt 10 kommt an der Rückseite 11 des Türrahmenspants 3 zur Anlage. Die Anschlagkräfte am Türstopper 1 werden direkt in den Zwischenkostal 4 eingeleitet, indem am Befestigungsplattenabschnitt 10 des Türstoppers 1 ein Verbindungsblech 12 angebracht ist, das sich zur angrenzenden Zelle 13 des Zwischenkostals 4 erstreckt. Das Verbindungsblech 12 ist über mehrere Nieten 14 (exemplarisch) am Befestigungsplattenabschnitt 10 des Türstoppers 1 einerseits und am Zwischenkostal 4 andererseits befestigt.
Gemäß 3 besteht der Zwischenkostal 4 aus einer Fachwerkstruktur und weist einen Außengurt 15, einen Innengurt 16 sowie mehrere dazwischen schräg verlaufende Streben 17 (exemplarisch) auf. Der Zwischenkostal 4 verläuft in Längsrichtung zwischen dem mit dem Türstopper 1 ausgestatteten Türrahmenspant 3 und einem gegenüberliegend angeordneten Türrahmennebenspant 17. Eine Befestigung erfolgt über diverse Winkelelemente und Befestigungsmittel.
Bei dieser Ausführungsform besteht der Türstopper 1 aus einem Titanmaterial, wogegen der Zwischenkostal 4 und das Verbindungsblech 12 aus einem Aluminiummaterial gefertigt sind.
Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform ist der Befestigungsplattenabschnitt 10 des Türstoppers 1 integraler Bestandteil des Zwischenkostals 4'. Der Zwischenkostal 4' mit Türstopper 1 bestehen aus einem Titanmaterial.
Bei der in 5 dargestellten weiteren Ausführungsform sind die Mittel zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper 1 in den Zwischenkostal 4'' als eine sich von dem Befestigungsplattenabschnitt 10 zur angrenzenden Zelle 13 des Zwischenkostals 4'' erstreckende Verbindungsplatte 18 ausgebildet. In diese Fall besteht der Türstopper 1 aus einem Titanmaterial und der Zwischenkostal 4'' sowie die Verbindungsplatte 18 sind aus einem faserverstärkten Kohlenstoffmaterial, hier CFK, gefertigt.
Nach 6 weist der Anschlagabschnitt 8 des Türstoppers 1 im Verbindungsbereich zum sich hieran anschließenden Befestigungsplattenabschnitt 10 einen kreuzförmigen Querschnitt auf. Der Durchbruch 7 in dem Türrahmenspant 3 umgibt den kreuzförmigen Querschnitt des Türstoppers 1 in konturfolgender Weise.
Gemäß 7 ist der rückwärtig des Türrahmenspants 3 eingesetzte Türstopper 1 direkt am Interkostal 4 verbunden, um die auf den Türstopper 1 einwirkenden Anschlagkräfte direkt über den Zwischenkostal 4 in die – nicht weiter dargestellte – Flugzeugstruktur einzuleiten.
Bezugszeichenliste

1: Türstopper
2: Verbindungselement
3: Türrahmenspant
4: Zwischenkostal (Intercostal)
5
6: Tür
7: Durchbruch
8: Anschlagabschnitt
9: Dichtungsprofil
10: Befestigungsplattenabschnitt
11: Rückseite
12: Verbindungsblech
13: Zelle
14: Befestigungsmittel
15: Außengurt
16: Innengurt
17: Türrahmennebenspant
18: Verbindungsplatte

Claims

Flugzeugrumpf mit mindestens einer Öffnung, die von einer Klappe oder Tür (6) verschließbar ist, welche an mindestens einem an einem rumpfseitigen Türrahmenspant (3) angeordneten Türstopper (1) zur Anlage kommt, der die Anschlagkräfte in einen Zwischenkostal (4) zur Ableitung in eine Spanten umfassende Flugzeugstruktur überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Türrahmenspant (3) einen Durchbruch (7) aufweist, durch welchen sich ein Anschlagabschnitt (8) des Türstoppers (1) hindurch erstreckt, wobei ein hieran anschließender Befestigungsplattenabschnitt (10) an der Rückseite (11) des Türrahmenspants (3) zur Anlage kommt, welcher mit Mitteln zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper (1) in den Zwischenkostal (4) zusammenwirkt.
Flugzeugrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper (1) in den Zwischenkostal (4) als ein sich von dem Befestigungsplattenabschnitt (10) zur angrenzenden Zelle (13) des Zwischenkostals (4) erstreckendes Verbindungsblech (12) ausgebildet sind.
Flugzeugrumpf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsblech (12) über mehrere Nieten (14) oder Schrauben am Befestigungsplattenabschnitt (10) des Türstoppers (1) und am Zwischenkostal (4) befestigt ist.
Flugzeugrumpf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Türstopper (1) aus einem Titanmaterial und der Zwischenkostal (4) sowie das Verbindungsblech (12) aus einem Aluminiummaterial bestehen.
Flugzeugrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper (1) in den Zwischenkostal (4') der Befestigungsplattenabschnitt (10) des Türstoppers (1) integraler Bestandteil des Zwischenkostals (4') ist.
Flugzeugrumpf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkostal (4') mit Türstopper (1) aus einem Titanmaterial bestehen.
Flugzeugrumpf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum direkten Einleiten der Anschlagkräfte vom Türstopper (1) in den Zwischenkostal (4'') als eine sich von dem Befestigungsplattenabschnitt (10) zur angrenzenden Zelle (13) des Zwischenkostals (4'') erstreckende nichtmetallische Verbindungsplatte (18) ausgebildet sind.
Flugzeugrumpf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Türstopper (1) aus einem Titanmaterial und der Zwischenkostal (4'') sowie die Verbindungsplatte (18) aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial bestehen.
Flugzeugrumpf nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlagabschnitt (8) des Türstoppers (1) im Verbindungsbereich zum sich hieran anschließenden Befestigungsplattenabschnitt (10) einen kreuzförmigen Querschnitt aufweist.
Flugzeugrumpf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch (7) in dem Türrahmenspant (3) den kreuzförmigen Querschnitt des Türstoppers (1) umgibt.