DE102006053966A1

DE102006053966A1 - Universalleitungshalter für die Befestigung von Leitungen in Luftfahrzeugen sowie Rumpfzellenverstärkungsstruktur

Info

Publication number: DE102006053966A1
Application number: DE102006053966A
Authority: DE
Inventors: Nils Dipl.-Ing. Bostelmann; Hans-Peter Dipl.-Ing. Guthke
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2026-11-17
Also published as: DE102006053966B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Universalleitungshalter 39 zur Lagefixierung von Leitungen in Luftfahrzeugen. Der Universalleitungshalter 39 ist modular aufgebaut und besteht aus einem Grundmodul 1, 28 und einem Funktionsmodul 16, die miteinander in insbesondere jeweils um 90° zueinander verdrehten Stellungen miteinander verdrehsicher verrastbar sind. Das Funktionsmodul 16 kann in Abhängigkeit von der Art der zu verlegenden Leitung beispielsweise als ein Leitungsträger zur Lagefixierung von elektrischen Leitungen bzw. Kabelbündeln ausgebildet sein. Das Grundmodul 1, 28 ist dem jeweiligen Einbauort angepasst. Aufgrund des modularen, zweigeteilten Aufbaus kann der erfindungsgemäße Universalleitungshalter 39 allein durch den Austausch des Funktionsmoduls 16 und/oder des Grundmoduls 1, 28 an verschiedene Einbausituationen und/oder Leitungstypen angepasst werden. Bevorzugt erfolgt die Befestigung des Universalleitungshalters 39 mittels einer Einlochklemmbefestigung an der Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 des Flugzeugs. Hierzu weist die Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 eine Vielzahl von Bohrungen 13, 47, 51 insbesondere in der Form eines Bohrungsrasters auf, die eine ortsvariable Befestigung der Universalleitungshalter 39 erlauben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Universalleitungshalter für die Befestigung von Leitungen in Luftfahrzeugen, insbesondere in Flugzeugen, mit einem Grundmodul und einem daran befestigbaren Funktionsmodul.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Rumpfzellenverstärkungsstruktur einer Rumpfzelle eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines Flugzeugs,
Elektrische Kabel und andere Leitungen werden innerhalb der Rumpfstruktur von Flugzeugen mittels einer Vielzahl von Haltern geführt und befestigt. In Abhängigkeit von der Art und der Beschaffenheit der Leitung und dem Einbauort müssen eine Vielzahl von unterschiedlichen Leitungshaltern beim Montageprozess vorgehalten werden. Darüber hinaus gestaltet sich die Montage der bekannten Halter für Leitungen aufwändig, da oftmals mehrere Befestigungselemente zur Lagefixierung des Halters zur Anwendung kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es zum einen, einen Universalleitungshalter zu schaffen, der für eine Vielzahl von Einbausituationen ortsvariabel zur Anwendung kommen kann und der zugleich eine einfache und schnelle Befestigung innerhalb der Rumpfzellenstruktur erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch einen Universalleitungshalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass das Grundmodul eine Befestigungsanlagefläche mit mindestens einer Befestigungsöffnung und mindestens eine Verdrehsicherungsfläche aufweist, ist eine einfache und schnelle Befestigung des Universalleitungshalters an einer Rumpfzellenverstärkungsstruktur eines Luftfahrzeugs, die insbesondere mittels einer Einlochklemmbefestigung erfolgt, gegeben. Bei erhöhten Festigkeitsanforderungen kann die Befestigung des Grundmoduls auch mittels einer Mehrlochbefestigung erfolgen.
Aufgrund der zweigeteilten, modularen Ausbildung des Universalleitungshalters mit einem Grundmodul und einem hieran befestigbaren Funktionsmodul, das zum Beispiel zur Lagefixierung für elektrische Leitungen ausgebildet ist, kann der Universalleitungshalter zudem allein durch den Austausch des Funktionsmoduls für andere Befestigungsaufgaben, zum Beispiel zur Befestigung von Hydraulikleitungen, eingesetzt werden. Hierdurch verringert sich die bei der Leitungsmontage innerhalb von Rumpfzellenverstärkungsstrukturen von Flugzeugen vorzuhaltende Anzahl von unterschiedlichen Leitungshaltern.
Ferner können Änderungen bei der Art bzw. dem Typ der zu führenden Leitungen leichter umgesetzt werden. Wenn beispielsweise anstatt einer bereits verlegten elektrischen Leitung eine Hydraulikieitung befestigt werden soll, kann das bereits fest montierte Grundmodul weiter verwendet werden. Es ist nur noch erforderlich, das Funktionsmodul gegen ein anderes für den jeweiligen Leitungstyp geeignetes auszuwechseln.
Im Fall einer erforderlichen konstruktiven Anpassung bzw. Modifikation des Grundmoduls zur Verwendung an anderen Einbauorten kann das Funktionsmodul im Allgemeinen unverändert weiter verwendet werden.
Zur weiteren Rationalisierung der Leitungsmontage kann in die Rumpfzellenverstärkungsstruktur, beispielsweise in die Ringspante, die Querträger, das Fußbodengerüst, die Stringer oder dergleichen ein vordefiniertes Bohrungsraster mit festen Bohrungsabständen eingebracht werden, so dass eine Leitungsbefestigung an praktisch jedem Einbau möglich ist.
Eine vorteilhafte Fortbildung des Universalleitungshalters sieht vor, dass die Verdrehsicherungsfläche und die Befestigungsanlagefläche einen Winkel zwischen 10° und 170° einschließen.
Hierdurch wird auch bei der bevorzugten Einlochklemmbefestigung des Grundmoduls an der Rumpfzellenverstärkungsstruktur eine ausreichende Sicherung gegen ein ungewolltes Verdrehen des Grundmoduls erreicht.
Eine weitere vorteilhafte Fortbildung des Universalleitungshalters sieht vor, dass in die mindestens eine Befestigungsöffnung insbesondere ein Klemmbolzen zur Lagefixierung des Universalleitungshalters in einer Bohrung in der Rumpfzellenverstärkungsstruktur einbringbar ist.
Hierdurch wird die bevorzugte Einlochbefestigung des Universalleitungshalters an der Rumpfzellenverstärkungsstruktur ermöglicht. Alternativ kann, bei erhöhten Festigkeitsanforderungen auch eine Zwei- oder Mehrlochbefestigung vorgesehen sein. In diesem Fall weist der Abstand der in die Rumpfzellenverstärkungsstruktur vorab eingebrachten Bohrungen bzw. der Bohrungsabstand eines Lochrasters zumindest lokal im Bereich des zu befestigenden Universalleitungshalters einen entsprechend geringeren Abstand auf.
Nach Maßgabe einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Universalleitungshalters ist vorgesehen, dass das Funktionsmodul am Grundmodul in mindestens zwei, insbesondere um jeweils 90° zueinander verdrehten Positionen rastbar und verdrehsicher befestigbar ist.
Hierdurch wird an einem Befestigungsort durch einfaches Aufstecken des Funktionsmoduls auf das Grundmodul alternativ eine waagerechte oder senkrechte Leitungsführung ermöglicht, das heißt das Funktionsmodul schließt beispielsweise mit dem Verlauf einer Längsachse eines Ringspants einen Winkel von 0° oder 90° ein. Weiterhin kann gegebenenfalls vorgesehen sein von 0° oder 90° abweichende Winkel vorzusehen, um zum Beispiel einen "abknickenden", das heißt bogenförmigen Leitungsverlauf zu realisieren.
Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch eine Rumpfzellenverstärkungsstruktur nach Maßgabe des Patentanspruchs 11 gelöst.
Dadurch, dass eine Rumpfzellenverstärkungsstruktur, insbesondere Ringspante, Querträger sowie Stringer eine Vielzahl von Bohrungen aufweisen, in denen jeweils ein Universalleitungshalter, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, befestigbar ist, kann der Universalleitungshalter auf einfache Art und Weise weitgehend ortsvariabel an nahezu beliebigen Einbaustellen in einem Flugzeug montiert werden. Erforderliche Änderungen an der Verkabelung werden durch die vereinfachte Umsetzbarkeit der Leitungshalter erleichtert.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Universalleitungshalters sind in den nachfolgenden Patentansprüchen dargelegt.
In der Zeichnung zeigt:
1 Ein zur Montage an einer Ringspantoberkante einer Rumpfzellenverstärkungsstruktur ausgebildetes Grundmodul des erfindungsgemäßen Universalleitungshalters,
2 das Grundprinzip der Einlochbefestigung des Universalleitungshalters,
3 ein als Leitungsträger für elektrische Leitungen ausgebildetes Funktionsmodul,
4 ein zur Montage an einer Ringspantunterkante ausgebildetes Grundmodul,
5 eine perspektivische Ansicht des Universalleitungshalters an einer Ringspantoberkante,
6 eine schematische Draufsicht auf eine Rumpfzellenverstärkungsstruktur mit einem Bohrungsraster, und
7 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VII-VII in der 6
In der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils die gleiche Bezugsziffer auf.
Die 1 zeigt ein Grundmodul, das zur Montage an einer Ringspantunterkante einer Verstärkungsstruktur einer Rumpfzelle ausgebildet ist.
Das Grundmodul 1 weist zwei, in etwa rechtwinklig, das heißt unter einem Winkel von 90° zueinander angeordnete Schenkel 2, 3 auf. Mit einer Verdrehsicherungsfläche 4 des Schenkels 2 liegt das Grundmodul 1 auf einer Ringspantoberkante 6 eines Ringspants 7 an, der Teil einer nicht dargestellten Rumpfzellenverstärkungsstruktur eines Flugzeugs ist. Mit einer Befestigungsanlagefläche 5 des Schenkels 3 liegt das Grundmodul 1 gleichzeitig an einem Ringspantsteg 8 an. Die Verdrehsicherungsfläche 4 und die Befestigungsanlagefläche 5 schließen entsprechend der Ausrichtung der Schenkel 2, 3 des Grundmoduls 1 gleichfalls einen Winkel von etwa 90° miteinander ein. Grundsätzlich kann – in Abhängigkeit von den Gegebenheiten der Rumpfzellenverstärkungsstruktur – ein Winkel zwischen 10° und 170° zwischen der Verdrehsicherungsfläche 4 und der Befestigungsanlagefläche 5 vorgesehen sein.
In den Schenkel 3 ist eine Befestigungsöffnung 9 mit einem halbkreisförmigen Querschnitt eingebracht, in die ein Klemmbolzen 10 mit einer korrespondierenden halbkreisförmigen Querschnittsgeometrie zur endgültigen Lagefixierung des Grundmoduls 1 auf dem Ringspant 7 einsteckbar ist. Der Klemmbolzen 10 ist mittels eines flexiblen Sicherungsbandes 11 unverlierbar mit dem Grundmodul 1 verbunden. Zur Realisierung der exemplarisch gezeigten Einlochbefestigung des Grundmoduls 1 am Ringspant 7 ist darüber hinaus eine in der Darstellung der 1 verdeckte zylindrische Bohrung innerhalb des Ringspants erforderlich.
Im Schenkel 2 des Grundmoduls 1 ist ein Rastorgan 12 angeordnet, das zum Aufrasten bzw. Aufstecken eines in der 3 dargestellten Funktionsmoduls auf das Grundmodul 1 dient. Abweichend von der Befestigung des Grundmoduls 1 am Ringspant 7 mittels nur eines Klemmbolzens 10 können, insbesondere bei höheren Festigkeitsanforderungen, auch mehrere Klemmbolzen zur Befestigung vorgesehen sein. Erfindungsgemäß verhindert die Verdrehsicherungsfläche 4 ein ungewolltes Verdrehen des Grundmoduls 1 ungeachtet der im gezeigten Ausführungsbeispiel angewendeten Einlochbefestigung im Bereich der Befestigungsanlagefläche 5 des Schenkels 3.
Das Grundmodul 1 des Universalleitungshalters kann unbeschadet von der in 1 beispielhaft beschriebenen Befestigung an dem Ringspant 7 an beliebigen Bauteilen befestigt werden, die über zwei ausreichend große Anlageflächen für die Verdrehsicherungsfläche 4 und die Befestigungsanlage 5 verfügen. Die Anlageflächen können hierbei unter einem von 90° abweichenden Winkel aufeinander stoßen. In diesem Fall muss jedoch ein Winkel zwischen den Schenkeln 2, 3 des Grundmoduls 1 einem von den Anlageflächen eingeschlossenen Winkel möglichst genau entsprechen. Zur mechanischen Verstärkung kann das Grundmodul 1 nicht näher bezeichnete Verstärkungsrippen aufweisen.
Die 2 illustriert schematisiert die Funktionsweise einer exemplarischen Einlochbefestigung des Universalleitungshalters am Ringspant 7.
Das Grundmodul 1 liegt mit den rechtwinkligen Schenkeln 2, 3 bevorzugt vollflächig am Ringspant 7 an. Im Schenkel 2 ist das Rastorgan 12 zur rastenden Anbindung des Funktionsmoduls angeordnet. Zur Befestigung des Grundmoduls 1 am Ringspant 7 wird in diesem am Befestigungsort zunächst eine zylindrische Bohrung 13 eingebracht. Anschließend wird das Grundmodul 1 so positioniert, dass der Klemmbolzen 10 in die zylindrische Befestigungsöffnung 9 des Grundmoduls 1 und die Bohrung 13 einbringbar ist. Wenn der Klemmbolzen 10 vollständig in das Grundmodul 1 eingetrieben ist, wird hierdurch eine in einem Endbereich 14 eine keilförmige Verdickung aufweisende Klemmlasche 15 des Grundmoduls 1 vom Klemmbolzen 10 in Richtung des schwarzen Pfeils in eine mit der punktierten Umrissdarstellung dargestellte Klemmposition gedrückt. Hierdurch erfolgt eine Verklemmung des Grundmoduls 1 in der Bohrung 13 des Ringspants 7. Die Klemmlasche 15 ist als integraler Bestandteil des Grundmoduls 1 ausgebildet. Zwischen dem Klemmbolzen 10 und der Befestigungsöffnung 9 im Grundmodul 1 besteht bevorzugt eine leichte Presspassung. Sowohl die Klemmlasche 15 als auch der Klemmbolzen 10 weisen in etwa eine halbkreisförmige Querschnittsgeometrie auf.
Wie aus der 2 ersichtlich, kann das Grundmodul 1 des Universalleitungshalters bei einer vorbereiteten Bohrung 13 mittels der gezeigten Einlochbefestigung auf einfache Art und Weise an einer Strukturkomponente, beispielsweise einem Ringspant 7 in einer Rumpfzelle eines Flugzeugs bevorzugt befestigt werden. Die Verdrehsicherungsfläche 4 gewährleistet die Lagefixierung des Grundmoduls 1 unbeschadet der bevorzugt angewendeten Einlochbefestigung. Der Schenkel 2 kann in einer alternativen Ausführungsvariante des Universalleitungshalters zur Sicherstellung eines noch festeren Sitzes auf dem Ringspant 7 im Endbereich des Schenkels 2 einen mit einem strichlinierten Umriss dargestellten Haltehaken 2a aufweisen, der einen Schenkel des Ringspants 7 zusätzlich umgreift bzw. umfasst. Diese Variante wird insbesondere bei einem Ringspant aus einem CFK-Verbundmaterial angewendet.
Zur Befestigung der Halter an der Rumpfzellenverstärkungsstruktur weist diese eine Vielzahl von Bohrungen zur Befestigung auf. Die Bohrungen weisen zueinander jeweils einen Abstand von 25 mm bis zu 500 mm auf, wodurch stets ein hinreichender Mindesthalterabstand gegeben ist und zugleich eine ausreichende Flexibilität hinsichtlich des Befestigungsortes gegeben ist. Auf flächenhaften Verstärkungsstrukturen können die Bohrungen in einem Bohrungsraster angeordnet werden, wobei die Maschenweite des Rasters bevorzugt zwischen 25 mm und 500 mm gewählt wird.
Die 3 zeigt ein als Leitungshalter für elektrische Leitungen ausgebildetes Funktionsmodul, das auf das Grundmodul aufgerastet werden kann.
Ein im gezeigten Ausführungsbeispiel als ein elektrischer Leitungsträger ausgestaltetes Funktionsmodul 16 umfasst im Wesentlichen einen Querträger 17 mit einem unterhalb des Querträgers 17 angeordneten Rastorgans 18, das mit dem Rastorgan 12 am Grundmodul 1 verrastbar ist. Die Verrastung zwischen dem Rastorgan 12 und dem Rastorgan 18 kann beispielsweise durch das Einstecken des Rastorgans 12 in das Rastorgan 18 und einer nachfolgend ausgeführten Verdrehung um 90° – ähnlich wie bei einem so genannten "Bajonett"-Verschluss" – erfolgen. Alternative Verriegelungsmechanismen zwischen dem Funktionsmo dul 16 und dem Grundmodul 1 mittels der Rastorgane 12, 18 sind gleichfalls möglich.
In beiden Endbereichen 19, 20 des Querträgers 18 ist jeweils ein Auflager 21, 22 zur Auflage von beispielsweise elektrischen Leitungen bzw. Leitungsbündeln angeordnet. Unterhalb der Auflager 21, 22 befinden sich die Durchführungen 23, 24 mit einem in etwa rechteckförmigen Querschnitt. Die parallel zu einer Längsachse des Querträgers 18 verlaufenden Durchführungen 23, 24 dienen zur Aufnahme von Kabelbindern, spannbaren Schellen oder dergleichen zur endgültigen Lagefixierung der Leitungen auf den Auflageflächen 25 der Auflager 21, 22. Die Auflager 21, 22 weisen jeweils zwei, V-förmig ausgebildete Auflageflächen auf, von denen der besseren Übersicht halber nur eine Auflagefläche 25 mit einer Bezugsziffer versehen ist. Im Knickpunkt der V-förmigen Auflageflächen 25 ist jeweils ein Steg 26, 27 angeordnet. Zur Fixierung von auf den Auflagern 21, 22 aufliegenden Leitungen bzw. Leitungsbündeln wird ein nicht dargestellter Kabelbinder jeweils durch eine der Durchführungen 23, 24 hindurch geführt und fest angezogen. Die Kabelbinder umschließen hierbei die am Funktionsmodul 16 angeordneten Stege 26, 27 der Auflager 21, 22 und die Leitungen bzw. Kabelbündel, wodurch die Lagefixierung der Leitungen erfolgt. Infolge der V-förmig ausgebildeten Auflageflächen 25 bzw. zueinander geneigten Auflagefläche 25 wird eine eingelegte Leitung beim Anziehen des Kabelbinders immer selbsttätig in den tiefsten Punkt, das heißt in den Bereich der Stege 26, 27 gezogen.
Abweichend von der in der 3 Illustrierten Ausführung kann das Funktionsmodul 16 auch zur Aufnahme von mehr als zwei elektrischen Leitungen, Kabelbündeln oder dergleichen ausgebildet sein. Weiterhin kann das Funktionsmodul auch nur zur Aufnahme einer Leitung vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es möglich, das Funktionsmodul so auszugestalten, dass dieses auch andere Leitungen, beispielsweise Glasfaserleitungen, Hydraulikleitungen, Wasser- und Abwasserleitungen, Zu- oder Abluftleitungen oder dergleichen aufnehmen und in ihrer Lage fixieren kann.
Weiterhin ist es möglich, das Funktionsmodul 16 zum Beispiel als einen rastbaren Adapter mit einer im Wesentlichen zylindrischen Gestalt und mit einer durch gehenden Haltebohrung auszubilden, mittels dessen beispielsweise eine konventionelle Ringschelle mit dem Grundmodul 1 verbindbar ist. Der rastbare Adapter wird entsprechend zum vorstehend beschriebenen elektrischen Leitungsadapter einfach mit dem Grundmodul 1 verrastet. Die einen Befestigungsfuß mit einer Bohrung aufweisende Ringschelle wird mit einer konventionellen Schraubverbindung mit dem Rastadapter durch eine Schraube oder dergleichen verbunden. Die Ringschelle ist auf dem Rastadapter beispielsweise durch eine nicht kreisförmige Vertiefung in der Rastadapteroberseite gegen unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert. Der Befestigungsfuß der Ringschelle ist hierbei zumindest bereichsweise formschlüssig in die Vertiefung einbringbar. Alternativ kann die Verdrehsicherung auch durch eine Stift/Bohrungskombination, eine Vielfachverzahnung zwischen dem Befestigungsfuß und dem Rastadapter erfolgen. Die Vielfachverzahnung hat insbesondere den Vorteil, dass die Ringschelle auf dem Rastadapter in beliebigen Winkelstellungen befestigbar ist, aber dennoch gegen ungewolltes Verdrehen gesichert ist. Hierdurch lassen sich zum Beispiel "abknickende", das heißt zum Beispiel bogenförmig verlaufende, abzweigende Leitungen in ihrer Lage fixieren.
Weiterhin ist es möglich, zwei Grundmodule 1 in einem Abstand von bis zu 1 m auf einer Rumpfzellenverstärkungsstruktur, zum Beispiel einem Ringspant, zu befestigen. Das Funktionsmodul ist in diesem Fall als eine Traverse bzw. Tragschiene ausgebildet, deren Endbereiche mit den Grundmodulen 1 verrastbar sind. Auf der Traverse ist eine der Anzahl der zu fixierenden Leitungen entsprechende Anzahl von Auflagern vorgesehen, deren Ausgestaltung jeweils denen der 3 entspricht. Die Auflager können integrale Bestandteile der Traverse sein oder beispielsweise durch eine Rastverbindung auf dieser befestigbar sein. Hierdurch kann eine größere Anzahl von bevorzugt parallel zueinander verlaufenden Leitungen durch lediglich zwei Grundmodule in ihrer Lage fixiert werden.
Die 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Grundmoduls, das zur Befestigung an einer Ringspantunterkante bzw. einer Innenseite eines Ringspants vorgesehen ist.
Ein Grundmodul 28 umfasst wiederum einen Schenkel 29 sowie einen rechtwinklig hierzu angeordneten Schenkel 30. Der Schenkel 30 bildet eine Verdrehsicherungsfläche 31 und der Schenkel 29 weist eine Befestigungsanlagefläche 32 auf. Mit der Verdrehsicherungsfläche 31 liegt das Grundmodul 28 an einer Ringspantunterkante 33 an, während die Befestigungsanlagefläche 32 am Ringspantsteg 34 des Ringspants 35 bevorzugt vollflächig anliegt. In das Grundmodul 28 ist wiederum eine in etwa halbkreisförmige Befestigungsöffnung 36 eingebracht. In die Befestigungsöffnung 36 ist ein Klemmbolzen 37 mit einer gleichfalls halbkreisförmigen Querschnittsgeometrie einbringbar. Die Befestigung des Grundmoduls 28 mittels des Klemmbolzens 37 erfolgt in einer in der 4 verdeckten zylindrischen Bohrung im Ringspantsteg 34, wie vorstehend bereits beschrieben wurde (vgl. insb. 2).
Die Sicherung des Grundmoduls 28 gegen eine unbeabsichtigte Lageveränderung durch Verdrehen erfolgt mittels der vorzugsweise vollflächig an der Ringspantunterkante 33 anliegenden Verdrehsicherungsfläche 31. Der Klemmbolzen 37 ist mittels eines flexiblen Sicherungsbandes 38 unverlierbar mit dem Grundmodul 28 verbunden. Das Sicherungsband 38 ist integraler Bestandteil des Grundmoduls 28, das bevorzugt im Spritzgussverfahren mit einem thermoplastischen Kunststoffmaterial hergestellt wird.
Die 5 zeigt das Grundmodul 1 mit aufgerastetem elektrischen Leitungsträger als Funktionsmodul 16 (vgl. 1,3). Das Grundmodul 1 und das Funktionsmodul 16 bilden zusammen einen Universalleitungshalter 39. Das Grundmodul 1 ist mittels des Klemmbolzens 10 trotz der Einlochbefestigung verdrehsicher am Ringspant 7 befestigt (Einlochklemmbefestigung). Das im gezeigten Ausführungsbeispiel als elektrischer Leitungsträger ausgebildete Funktionsmodul 16 ist auf dem Grundmodul 1 befestigt, das heißt aufgerastet. Das Funktionsmodul 16 kann im Bedarfsfall auch wieder vom Grundmodul 1 getrennt werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine andere Leitungsart, mit abweichendem Leitungsdurchmesser oder eine andere Leitungsanzahl befestigt werden soll. In diesem Fall reicht ein Austausch gegen ein anderes Funktionsmodul, zum Beispiel in der Form eines für die andere Leitungsart geeigneten, aus. Das Funktionsmodul 16 ist bevorzugt entweder entlang der Hilfslinie 40 oder parallel zur Hilfslinie 41 mit dem Grundmodul 1 verrastbar (x-Achse, y-Achse), um unterschiedlichen Einbausituationen besser gerecht werden zu können. Durch Versetzen (Verdrehen um 90°) des Funktionsmoduls 16 parallel zu den Hilfslinien 40, 41 und anschließendes Verrasten mit dem Grundmodul 1 können auf einfache Art und Weise unterschiedliche Verlegerichtungen (horizontale bzw. vertikale Verlegerichtung) von Leitungen realisiert werden. Mittels entsprechend ausgebildeter Funktionsmodule 16 können beispielsweise elektrische Datenleitungen, Glasfaserleitungen, Starkstromleitungen, Hydraulik- oder Druckluftleitungen, Wasser- oder Abwasserleitungen geführt und befestigt werden.
Weiterhin ist es möglich, die Rastverbindung so auszubilden, dass das Funktionsmodul 16 unter einem beliebigen Winkel auf das Grundmodul 1 aufsteckbar bzw. mit diesem verrastbar ist, um andere Verlegewinkel der Leitungen in Bezug zum Verlauf der Längsachse des Ringspants 7, die von 0° bzw. 90° abweichen, zu erreichen. Die Rastverbindung zwischen dem Grundmodul 1 und dem Funktionsmodul 16 ist so ausgebildet, dass zudem eine ungewollte Verdrehung des Funktionsmoduls 16 auf dem Grundmodul 1 sicher vermieden wird. Dies kann zum Beispiel durch einen Stift im Funktionsmodul 16 erreicht werden, der durch den Rastvorgang in eine Bohrung im Grundmodul 1 eingebracht wird. Weiterhin kann die Verdrehsicherung beispielsweise durch eine nicht kreisförmige Ausnehmung im Grundmodul 1 erreicht werden, in der eine entsprechend ausgebildete Erhöhung des Funktionsmoduls 1 nach dem Rastvorgang zumindest bereichsweise formschlüssig anliegt. Darüber hinaus kann die Verdrehsicherung nach dem Einrastvorgang auch durch eine Vielfachverzahnung zwischen dem Grundmodul 1 und dem Funktionsmodul 16 realisiert werden.
Aufgrund der zweigeteilten modularen Ausgestaltung des Universalleitungshalters 39 kann dieser mit einer verringerten Anzahl von Einzelkomponenten dennoch flexibel in einer großen Variationsbreite von verschiedenen Anwendungsfällen zur Befestigung von Leitungen aller Art an der Verstärkungskonstruktion von Rumpfzellen von Flugzeugen verwendet werden. Hierbei braucht nur eine relativ geringe Zahl von Ausführungsvarianten des Grundmoduls 1, 28 vorgehalten wer den, wohingegen die eigentliche Anpassung an unterschiedliche Erfordernisse bei der Leitungsbefestigung durch unterschiedliche Funktionsmodule erfolgt.
Für die Befestigung von Leitungen aller Art an Ringspanten sind beispielsweise die in den 1, 3 gezeigten exemplarischen Ausführungsvarianten der Grundmodule 1, 28 bereits ausreichend. Durch eine Vielzahl von lediglich unterschiedlich ausgestalteten Funktionsmodulen 16 kann dennoch eine große Anzahl von Anwendungsfällen bei der Befestigung von Leitungen aller Art an der Rumpfzellenverstärkungsstruktur abgedeckt werden.
Die 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Rumpfzellenverstärkungsstruktur eines Flugzeugs mit einem darin eingebrachten Lochraster zur ortsvariablen Befestigung der Universalleitungshalter.
Eine Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 weist einen umlaufenden Ringspant 43 mit zwei darin horizontal befestigten Querträgern 44, 45 auf. Die Querträger 44,45 weisen im gezeigten Ausführungsbeispiel eine doppel-T-förmige Querschnittsgeometrie mit einem senkrechten Profilsteg, einer Profilbasis und einer Profilkrone auf. Der Ringspant 43 mit einer in etwas S-förmigen Querschnittsgeometrie ist mit einer Rumpfzellenhaut 46 fest verbunden. Die Querträger 44, 45 sind Bestandteil eines in der 6 nicht näher dargestellten Fußbodengerüsts der Rumpfzelle des Flugzeugs.
In den Ringspant 43 sowie die Querträger 44, 45 sind eine Vielzahl von Bohrungen, von denen der besseren Übersicht halber nur wenige Bohrungen 47 mit einer Bezugsziffer versehen sind, eingebracht. Die Bohrungen 47 sind bevorzugt gleichmäßig zueinander beabstandet in den Komponenten der Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 angeordnet, können jedoch auch in einem hiervon abweichenden Bohrungsmuster eingebracht sein. In jeder dieser Bohrungen 47 kann ein Grundmodul 1, 28 mittels der vorstehend beschriebenen Einlochbefestigung arretiert werden. Die Bohrungen 47 weisen zueinander jeweils – in Abhängigkeit von der Flächenausdehnung der jeweiligen Komponente der Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 – einen Abstand zwischen 25 mm und 500 mm auf. Bei hinreichend großflächigen Komponenten der Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 können die Bohrungen abweichend von der Darstellung der 6 auch zweirei hig oder mehrreihig (rasterförmig) in die Komponenten eingebracht sein. Entsprechend beläuft sich die Maschenweite des Rasters zwischen 25 mm und 500 mm. Der Bohrungsdurchmesser beträgt jeweils zwischen 1 mm und 10 mm, bevorzugt jedoch 5 mm.
Der erfindungsgemäße Universalleitungshalter 39 lässt sich infolge der vorab eingebrachten Bohrungen 47 bzw. des Bohrungsrasters zeitsparend montieren. Darüber hinaus lassen sich die Universalleitungshalter 39 aufgrund des sich durch bzw. über die gesamte Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 erstreckenden Bohrungsrasters weitgehend ortsvariabel befestigen. Zur Erzeugung des Bohrungsrasters bzw. der Vielzahl von Bohrungen 47 werden in die einzelnen Bestandteile der Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42, insbesondere in die Ringspante 43, in die Stringer sowie in die Querträger 44, 45, eine Vielzahl von zylindrischen Befestigungsbohrungen 47 zur Lagefixierung der Grundmodule 1, 28 eingebracht. Das Bohrungsraster bzw. die Bohrungen 47 werden vor der Integration der Komponenten zur Bildung der fertigen Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 bereits vorab in die Einzelkomponenten eingebracht. Hierdurch wird eine örtlich flexible Befestigung des Unversalleitungshalters 39 an nahezu jedem Einbauort im Bereich der Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 möglich.
Die 7 zeigt eine schematische Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie VII-VII in der 6.
Der Querträger 45 als Teil der Rumpfzellenverstärkungsstruktur 42 weist eine doppel-T-förmige Querschnittsgeometrie mit einer Profilkrone 48 und einem Profilsteg 49 sowie einer Profilbasis 50 auf. In die Profilkrone 48, den Profilsteg 49 sowie die Profilbasis 50 sind eine Vielzahl von Bohrungen 51 eingebracht, die ein bevorzugt gleichmäßig beabstandetes Bohrungsraster zur ortsvariablen Befestigung der Universalleitungshalter 39 bilden.
Die erfindungsgemäßen Universalleitungshalter 39 ermöglichen im Ergebnis eine hohe Fertigungsflexibilität bei einer zugleich signifikant reduzierten Anzahl der im Fertigungsprozess vorzuhaltenden Einzelteile und einem vereinfachten Montageprozess, wodurch sich ein erhebliches Einsparpotential ergibt. Das Grundmo dul 1, 28 und das Funktionsmodul 16 werden bevorzugt jeweils einstückig mit einem thermoplastischen Kunststoffmaterial im Spritzgussverfahren hergestellt, das erforderlichenfalls noch mit einer Faserverstärkung versehen ist.

1: Grundmodul
2: Schenkel
2a: Haltehaken
3: Schenkel
4: Verdrehsicherungsfläche
5: Befestigungsanlagefläche
6: Ringspantoberkante
7: Ringspant
8: Ringspantsteg
9: Befestigungsöffnung
10: Klemmbolzen
11: Sicherungsband
12: Rastorgan
13: Bohrung (Ringspant)
14: Endbereich (Klemmlasche)
15: Klemmlasche
16: Funktionsmodul
17: Querträger
18: Rastorgan
19: Endbereich (Querträger)
20: Endbereich (Querträger)
21: Auflager
22: Auflager
23: Durchführung
24: Durchführung
25: Auflagefläche
26: Steg
27: Steg
28: Grundmodul
29: Schenkel
30: Schenkel
31: Verdrehsicherungsfläche
32: Befestigungsanlagefläche
33: Ringspantunterkante
34: Ringspantsteg
35: Ringspant
36: Befestigungsöffnung
37: Klemmbolzen
38: Sicherungsband
39: Universalleitungshalter
40: Hilfslinie
41: Hilfslinie
42: Rumpfzellenverstärkungsstruktur
43: Ringspant
44: Querträger
45: Querträger
46: Rumpfzellenhaut
47: Bohrung
48: Profilkrone (Querträger)
49: Profilsteg (Querträger)
50: Profilbasis (Querträger)
51: Bohrung

Claims

Universalleitungshalter (39) für die Befestigung von Leitungen in Luftfahrzeugen, insbesondere in Flugzeugen, mit einem Grundmodul (1, 28) und einem daran befestigbaren Funktionsmodul (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmodul (1, 28) eine Befestigungsanlagefläche (5, 32) mit mindestens einer Befestigungsöffnung (9, 36) und mindestens eine Verdrehsicherungsfläche (4, 31) aufweist.
Universalleitungshalter (39) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsanlagefläche (5, 32) und die Verdrehsicherungsfläche (4, 31) einen Winkel zwischen 10° und 170°, insbesondere einen Winkel von etwa 90°, einschließen.
Universalleitungshalter (39) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die mindestens eine Befestigungsöffnung (9, 36) ein Befestigungselement, insbesondere ein Klemmbolzen (10, 37), zur Lagefixierung des Universalleitungshalters (39) in einer Bohrung (13, 47, 51) in einer Rumpfzellenverstärkungsstruktur (42) des Luftfahrzeugs einbringbar ist.
Universalleitungshalter (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (16) am Grundmodul (1, 28) in mindestens zwei, insbesondere um jeweils 90° zueinander verdrehten Positionen rastbar und verdrehsicher befestigbar ist.
Universalleitungshalter (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrastung zwischen dem Grundmodul (1, 28) und dem Funktionsmodul (16) durch eine Verdrehung von insbesondere 90° erfolgt.
Universalleitungshalter (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmodul (16) ein Leitungsträger ist, der mindestens zwei Auflager (21, 22) zur Aufnahme und Befestigung von Leitungen, insbesondere von elektrischen Leitungen, aufweist.
Universalleitungshalter (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmodul (1, 28) insbesondere zur Befestigung an einer Ringspantoberkante (6) der Rumpfzellenverstärkungsstruktur (42) ausgebildet ist.
Universalleitungshalter (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmodul (1, 28) insbesondere zur Befestigung an einer Ringspantunterkante (33) der Rumpfzellenverstärkungsstruktur (42) ausgebildet ist.
Universalleitungshalter (39) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmodul (1, 28) und das Funktionsmodul (16) mit einem thermoplastischen Kunststoffmaterial gebildet sind.
Universalleitungshalter (39) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Kunststoffmaterial eine Faserverstärkung aufweist.
Rumpfzellenverstärkungsstruktur (42) einer Rumpfzelle eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines Flugzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass eine Rumpfzellenverstärkungsstruktur (42), insbesondere Ringspante (7, 43), Querträger (42, 43) sowie Stringer eine Vielzahl von Bohrungen (13, 47, 51) aufweisen, in denen jeweils ein Universalleitungshalter (39), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, befestigbar ist.