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Die
Erfindung betrifft eine Montageeinheit aus wendelförmigen Trägerelementen
und einer Mittel zum Abziehen und Positionieren der Trägerelemente
von einer Trommel umfassenden Montagehilfe zur Herstellung einer
Tragzelle eines Luftschiffs, welche Trägerelemente und Längsträger aufweist.
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Die
Ausbildung einer Tragzelle durch wendelförmige Trägerelemente und in Längsrichtung
der Tragzelle verlaufende Längsträger führt zu einer leicht
herstellbaren Tragzelle mit einer hohen Stabilität. In der
DE 197 35 641 A1 ist das
Abziehen von wendelförmigen
Trägerelementen
von einer Trommel beschrieben.
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Die
DE-PS 223442 betrifft ein Montagegerüst für Luftschiffgerippe, bei welchen
radial angeordnete Längsträger zu einem
Körper
parabolischer oder ähnlicher
Gestalt vereinigt sind.
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Aufgabe der
Erfindung
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Der
Anmelder hat sich die Aufgabe gestellt, die Herstellung der Tragzelle
noch weiter zu erleichtern oder technisch zu optimieren.
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Gegenstand
und Vorteile der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird durch eine Montageeinheit gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die
Montagehilfe führt
zu einer einstellbaren und automatisierteren Fertigung jedweder
gewünschter
Tragzellen mit wendelförmigen
Trägerelementen.
Eine weitere Verstärkung
des Trägerelementes
wird dadurch erreicht, dass das Trägerelement im Querschnitt gesehen Doppel-T-förmig ausgebildet
ist und aus einem oberen und einem unteren flachen Materialstreifen
erzeugt wird, zwischen denen zwei weitere L-förmige, quer zur Längsrichtung
eingeschnittene Materialstreifen gegenläufig angeordnet sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Mittel zum Abziehen und Positionieren durch einen Querbalken
ausgebildet, an dem Führungselemente
für die
Trägerelemente
in Längsrichtung
der Tragzelle verschieblich angeordnet sind. Die Beabstandung zweier
Trägerelemente
kann eingestellt werden.
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Wenn
der Arm teleskopierbar ausgebildet ist, kann ein beliebiger Innendurchmesser
der Tragzelle mit Hilfe der Montagehilfe erzeugt werden.
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Die
Ausbildung der Montagehilfe mit einer Biegeeinrichtung für die Trägerelemente
erleichtert die Formgebung der Tragzelle.
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Die
gesamte Herstellung vereinfacht sich, wenn an der Montagehilfe Mittel
zum Fixieren der Trägerelemente
an den Längsträgern ausgebildet sind.
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Gegenstand
der Erfindung sind auch Profile eines durch die erfindungsgemäße Montagehilfe
bearbeitbaren Trägerelements.
Das Trägerelement
ist im Querschnitt gesehen T-förmig
ausgebildet und wird aus einem ersten flachen Materialstreifen erzeugt,
an dessen Unterseite zwei weitere L-förmige Materialstreifen über den
jeweils einen Schenkel angebracht sind und über den jeweils anderen quer
zur Längsrichtung
eingeschnittenen Schenkel aneinander anliegen. Das Trägerelement
kann zusammengefaltet auf einer Trommel angeordnet werden und durch
die Montagehilfe aufgerichtet werden, wobei die Schenkel an der
Unterseite miteinander fest verbunden werden. Die Einschnitte ermöglichen
die Ausbildung einer gewünschten
Krümmung.
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Entsprechend
der berechneten Größe der Tragzelle
können
die Abstände
der Profile den statischen Anforderungen, hinsichtlich ihres Abstandes zueinander
und insgesamt so bemessen werden, dass sie eine Tragzelle ergeben,
die allen Anforderungen der Statik entspricht und mit sehr geringem technischen
Aufwand herzustellen ist.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Montagehilfe
zur Herstellung einer Tragzelle und Ausführungsbeispiele von mit der
Montagehilfe bearbeitbaren Profilen der Tragzelle sind in der schematischen
Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung
erläutert.
Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer teilweise erstellten Tragzelle;
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2 eine
Montagehilfe zur Herstellung der Tragzelle;
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3 bis 5 Profile für Trägerelemente der Tragzelle.
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Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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Aus
der 1 ist der Aufbau einer Tragzelle 1 ersichtlich.
Zur Herstellung der Tragzelle 1 befinden sich auf dem Boden
zwei seitlich beabstandete Führungsschienen 2,
auf denen die gesamte Anlage aufgebaut wird. Zuerst wird ein mit
Hilfe der Führungsschienen 2 in
Bewegungsrichtung 4 verfahrbarer Bugbock 3 und
im Anschluss daran eine mit Hilfe der Führungsschienen 2 ebenfalls
in Bewegungsrichtung 4 verfahrbare Trommel 5 aufgebaut.
Eine vordere Kappe 6 und eine hintere Kappe werden außerhalb der
Anlage vorgefertigt. Sie sind der Anfang und das Ende der Tragzelle 1 und
sind mit Längsträgern 7 verbunden,
die auch dem Gesamtaufbau zugrunde liegen. Die Kappen 6 sind
so ausgebildet, dass man bei Bedarf einen Motor oder sonstige Vorrichtungen anschließen kann.
Zunächst
wird die vordere Kappe 6 an einer Montageachse 8 befestigt.
Anschließend wird
die Trommel 5 auf einem fahrbaren Untergestell 9 aufgebaut.
Flexible Trägerelemente 10 für die wendelförmige Außenform
werden auf die Trommel 5 aufgewickelt. Die Form der fertigen
Tragzelle 1 weist vorn und hinten eine Verjüngung auf.
Daher ist es erforderlich, die Trommel 5 so auszubilden,
dass sie beidseitig auch verjüngt
ist und nach der Abwicklung die fertige Außenform ergibt (Tragzelle 1).
Die Längsträger 10 sind
entsprechend ihrer Anzahl parallel zur Längsachse 11 durch
Halterungen und Führungselemente
verschiebbar auf der Trommel befestigt. Entsprechend der Größe (Länge) der
fertigen Tragzelle 1 ist es erforderlich, zunächst die
Halterungen vorzusehen, bzw. sind die Trägerelemente 10 in
vertretbaren Längen
zu montieren, um sie dann zusammenzufügen (siehe auch 3 bis 5). Die Kappen 6 sind so ausgebildet,
dass die stabförmigen
Längsträger 7, die
hier ihren Anfang haben, über
den Bereich der wendelförmigen
oder ringförmigen
Trägerelemente 10 in
Richtung der Trommel 5 verlängert werden, um so einen besseren
Verbindungsbereich für
die auf der Trommel 5 geführten Trägerelemente 10 vorzusehen.
Im Fertigungsablauf werden an dieser Stelle die an der Trommel 5 geführten Längsträger 7 mit
der Bugkappe 6 verbunden.
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Der
eigentliche Arbeitsgang läuft
wie folgt ab: Nachdem die Anlage aufgebaut und für die Fertigung vorbereitet
ist, wird die Bugkappe 6 über den Bugbock 3 so
an die Trommel 5 herangefahren, dass die wendelförmigen Trägerelemente 10 wie
auch die Längsträger 7 angeflanscht
werden können.
Anschließend
bewegt sich der Bugbock 3 mit Kappe 6 so von der
Trommel 5 weg, dass kontinuierlich die Trägerelemente 10 von
der Trommel 5 abgezogen werden. Die Längsträger 7 sind im berechneten
Abstand um die Trommel 5 angeordnet und werden durch entsprechende
Halterungen geführt.
Die Längsträger 7 werden
automatisch mitgenommen, also von der Trommel 5 abgezogen.
Da die Trägerelemente 10 wie
auch die Längsträger 7 vorher
berechnete Montagepunkte aufweisen, führen die Schnittpunkte beider
Träger
zu einem Festpunkt, der in der fixierten Position durch Bolzen o.ä. befestigt wird.
Durch den kontinuierlichen Vorschub und die soeben beschriebene
Befestigungsart erhält
man eine Tragzelle 1, die fast in jeder gewünschten
Außenform
und Größe hergestellt
werden kann.
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An
der Montageachse 8 ist gemäß 2, die einen
vergrößerten Ausschnitt
der Tragzelle 1 zeigt, eine verschiebbare Montagehilfe 12 mit
Führungsfunktion
montiert, welche die Aufgabe hat, die von der Trommel 5 abgezogenen
Trägerelemente 10 zwangsläufig in
die vorberechnete Position mit den Längsträgern 7 zu bringen
und zu befestigen. Der Aufbau ist folgender: Auf der Montageachse 8 befindet
sich eine Führungshülse 13,
die durch einen Antrieb in Drehrichtung 14 drehbar um die
Montageachse 8, wie auch in Längsrichtung 15 verschiebbar
ist. Mit der Führungshülse 13 ist
ein in Bewegungsrichtung 16 teleskopierbarer Arm 17 verbunden.
Am Ende des Armes 17 befindet sich ein Querbalken 18 mit
zwei Führungselementen 19,
die jedes für
sich, seitlich sowie auch in der Höhe verschiebbar angeordnet
sind.
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Die
Arbeitsweise der ganzen Anlage ist folgende: Die anfangs erwähnte zwangsläufige Führung der
Trägerelemente 10 geht
folgendermaßen vor
sich. Die Trägerelemente 10 werden
von der Trommel 5 abgezogen, bzw. werden von den Führungselementen 19 übernommen.
Die Montagehilfe 12 ist in der Lage, sämtliche Bewegungsrichtungen ausführen zu
können.
Folglich ist es möglich,
durch die Rotation um die Montageachse 8, durch die Verschiebung
der Achse in Richtung Außenbereich
der Tragzelle 1 und durch die seitliche Verschiebung im Bereich
des Querbalkens 18 mit den zwei Führungselementen 19 jede
gewünschte
Position der Trägerelemente 10 zu
erreichen. Der Einsatz der Montagehilfe 12 beginnt, sobald
das Trägerelement 10 von
der Trommel 5 mit dem entsprechendem Profil an der Bugkappe 6 angeflanscht
ist Das Führungselement 19 bestimmt
die Grundeinstellung und dient als Führung für Führungselement 19,
das im Abstand und Höhe
so verstellt werden kann, dass die vorher berechnete Außenform
der Tragzelle 1 gebildet wird. Die Befestigung der Längsträger 7 erfolgt
wie bereits beschrieben durch Bolzen oder ähnliche Befestigungen und beginnt
mit dem Zeitpunkt oder an der Stelle, sobald das Führungselement 19 die
richtige Position erreicht hat. Durch den kontinuierlichen Vorschub entsteht
so die Tragzelle 1 in ihrer gewünschten Form. Die Montageachse 8 kann
einschließlich
der Montagehilfe 12 anschließend demontiert werden, ohne
dass die Gesamtkonstruktion in ihren Eigenschaften verändert wird.
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Je
nach Verwendungszweck des Luftschiffs, z.B. für die Beförderung von großen Lasten,
kann die Montageachse 8 ganz oder nur teilweise in die
Gesamtkonstruktion einbezogen werden. Sie dient dann als sog. statischer
Aufhänger.
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Um
eine kontinuierliche Fertigung der gesamten Tragzelle 1 möglich zu
machen, ist folgende Technik vorgesehen: Wie bereits beschrieben,
wird zunächst
die vordere Tragzelleneinheit und anschließend mit der entsprechenden
Verjüngung
für die Heckseite
die zweite Hälfte
montiert. Nachdem diese Arbeiten abgeschlossen sind, werden beide
Hälften so
weit auseinander gefahren, dass die gesamte Trommel 5 auf
Führungsschienen,
die im rechten Winkel zu den Führungsschienen 2 angeordnet
sind, so weit seitwärts
bewegt werden kann, bis die beiden Hälften wieder zusammengeführt und
montiert werden können.
Anschließend
wird beidseitig die vorgefertigte in den Figuren nicht gezeigte
Außenhaut
aufgezogen und in der Mitte kraftschlüssig und dicht verbunden.
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In
einem erweiterten Verfahren wird davon ausgegangen, dass die Trägerelemente 10 als
Rohlinge, oder vorbereitete Profile (ohne genaue Maßhaltigkeit)
auf die Trommel 5 aufgebracht werden und das passgenaue
Endprofil der Trägerelemente 10 erst
im Zusammenhang mit der Montagehilfe entsteht. Für dieses Verfahren eignen sich
verschiedene Profile oder Querschnitte gemäß den 3 bis 5. Die wesentliche Neuerung bei dieser
Technik ist die, dass das vorbereitete Profil oder Teile des fertigen
Endprofils auf die Trommel 5 oder eine ähnliche Vorrichtung mit ausreichendem
Vorrat aufgewickelt wird. Erst nach Zuführung auf die Montagehilfe 12 und
durch ein besonderes Verfahren entsteht das endgültige Profil und seine richtige
Position, die für
die Außenform
der fertigen Tragzelle 1 berechnet wurde.
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Das
Trägerelement 10 kann
die folgenden Querschnittsprofile aufweisen:
Das auf der Trommel 5 aufgewickelte
Rohr-Profil 20 (3) wird von der Montagehilfe 12 abgezogen
und erhält
(in Metallausführung)
durch eine eingebaute Rohrbiegevorrichtung den gewünschten
Radius, der die Außenform
der Zelle bestimmt. Bei Kunststoffrohren kann die Verformung durch
Wärmezufuhr
möglich
gemacht werden.
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Ein
Profil 21 wird aus einem Materialstreifen 22 und
zwei Materialstreifen 23 hergestellt (4), so
dass jeweils der kürzere
Schenkel der Materialstreifen 23 derart eingeknickt wird,
dass zwei dieser Schenkel das Maß der Breite des Materialstreifens 22 ergeben.
Der längere
Schenkel des Materialstreifens 23 erhält Einschnitte 24 (versetzt),
die es ermöglichen,
dass die Materialstreifen 23 gebogen werden können. Die
Materialstreifen 23 werden mit den Materialstreifen 22 verbunden,
so dass ein T-Profil entsteht, das durch den flexiblen längeren Schenkel
der Materialstreifen 23 der erforderlichen Krümmung angepasst
werden kann. Das so vorbereitete Profil wird von der Montagehilfe 12 abgezogen
und erhält über Rollen
oder Gleitschienen den gewünschten
Radius. Anschließend
werden die längeren
Schenkel der Materialstreifen 23 kraftschlüssig miteinander
verbunden, so dass ein geschlossenes, statisches Profil entsteht.
Die Verbindung der Materialstreifen 22 und 23 kann
je nach Wahl des Materials, geklebt, verschweißt oder mechanisch durchgeführt werden.
Bei Kunststoffprofilen ist es z.B. möglich, dass zwischen den Materialstreifen 23 im
Bereich der freien Enden der Materialstreifen 23 ein Streifen
Schweißfolie
eingebracht wird, der es ermöglicht,
durch Erwärmung und
beheizte Walzen die beiden Materialstreifen 23 dort kraftschlüssig zusammenzuschweißen.
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Ein
Profil 25 (5) wird in der
gleichen Weise wie das T-Profil nach 4 hergestellt.
Der Unterschied besteht darin, die Materialstreifen 26 gegenläufig mit
den Materialstreifen 27 und 28 verbunden werden.
Das Abziehen und weitere Verarbeitung durch die Montagehilfe ist
sinngemäß. Einschnitte 29 ermöglichen
eine Krümmung.
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Weitere
Profile sind nach dem eingangs beschriebenen Verfahren technisch
möglich
und zum Einsatz geeignet.
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Es
ist auch möglich,
anstelle einzelner Abstandshalter ein durchgehendes Führungsprofil
im Bereich der Trägerelemente 10 einzubauen,
das mit dem entsprechenden Gegenprofil der Außenhülle ein kontinuierliches Aufziehen
der vorgefertigten Außenhaut
ermöglicht.
Vorzugsweise wird zuerst der Reihenfolge nach das Traggerüst fertig
montiert und dann die fertige, vorbereitete Hülle aufgezogen. Um diesen Arbeitsgang
möglich
zu machen, ist es erforderlich, dass man im Bereich oberhalb der
Kappen 6 die Führungsprofile
derart aufrichtet und mit entsprechenden Stützen versieht, dass dadurch
ein größerer Umfang
für die
Einführung
der Außenhülle (gerafft), entsteht.
Bei dem Aufziehen der Außenhülle schließen die
letzten Meter durch die Verjüngung
automatisch das aufgerichtete Führungsprofil,
so dass als Endprodukt eine vollkommen geschlossene Außenhaut
entsteht.
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Eine
weitere Möglichkeit
kann, wie folgt, beschrieben, ausgeführt werden: In einem bestimmten Bereich,
oberhalb der Kappe 6, wir jeweils ein Führungsschuh montiert. In diesem
Bereich kann die Außenhülle gut
auf die Führungsprofile
aufgezogen werden. In dem verbliebenen Bereich (von Endkappe bis
Führungsschuh)
wird die Außenhaut
durch die Straffung in diesem Bereich in die Führungsschiene eingedrückt und
von Innen fixiert, nachdem der Führungsschuh
demontiert wurde.
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Man
kann davon ausgehen, dass es heute für fast jede Anwendung das geeignete
Material gibt und eine gewünschte
Verformung mechanisch und thermisch möglich ist. Aus diesem Grund
hat sich der Anmelder bei seinen Ausführungen weder auf ein bestimmtes
Material, – Profil
oder noch auf besondere Halterungen festgelegt.
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- 1
- Tragzelle
- 2
- Führungsschiene
- 3
- Bugbock
- 4
- Bewegungsrichtung
- 5
- Trommel
- 6
- Kappe
- 7
- Längsträger
- 8
- Montageachse
- 9
- Untergestell
- 10
- Trägerelement
- 11
- Längsachse
- 12
- Montagehilfe
- 13
- Führungshülse
- 14
- Drehrichtung
- 15
- Längsrichtung
- 16
- Bewegungsrichtung
- 17
- Arm
- 18
- Querbalken
- 19
- Führungselement
- 20
- Profil
- 21
- Profil
- 22
- Materialstreifen
- 23
- Materialstreifen
- 24
- Einschnitt
- 25
- Profil
- 26
- Materialstreifen
- 27
- Materialstreifen
- 28
- Materialstreifen
- 29
- Einschnitt