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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum weitgehend rückstandsfreien
Entfernen von geklebten Fensterrahmen in einem Luftfahrzeug, insbesondere
in Passagierflugzeugen.
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Fensterrahmen
zur Aufnahme von Fensterpaketen werden in Passagierflugzeugen bislang
fest mit der Rumpfzellenhaut vernietet, wobei die Rumpfzellenhaut
mit monolithischen Blechen aus geeigneten Aluminiumlegierungen gebildet
ist. Im Zuge neuerer Entwicklungen wird die Rumpfzellenhaut von Passagierflugzeugen
mit mehrschichtigen Verbundwerkstoffen gebildet, wodurch von der
Rumpfzellenhaut im Vergleich zu Rumpfzellen aus monolithischen Aluminiumblechen
höhere
mechanische Kräfte
aufgenommen werden können.
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Derartige
Verbundwerkstoffe ("Glare®" etc.) bestehen zum
Beispiel aus einer Abfolge von dünnschichtigen
Aluminiumblechen, die untereinander jeweils mit einer Schicht ("Zwischenlage") aus einem faserverstärkten Epoxydharz
verklebt sind. Um weitere Gewichtseinsparungen zu erzielen, werden
die Fensterrahmen nicht mehr wie bislang üblich zweireihig mit der Rumpfzellenhaut
vernietet, sondern auf die Innenfläche der Rumpfzellenhaut aufgeklebt.
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In
einem Schadensfall muss jedoch eine Möglichkeit gegeben sein, die
aufgeklebten Fensterrahmen wieder weitgehend rückstandsfrei von der Innenfläche der
Rumpf zellenhaut zu entfernen, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung des
Verbundwerkstoffs besteht. Denn eine mechanische Beschädigung einer
mit "Glare®" gebildeten Rumpfzellenhaut
ist nur mit hohem Aufwand zu beseitigen.
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Aus
der
WO 2004/103748
A1 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Entfernung
von verklebten Fahrzeugscheiben bekannt. Zu diesem Zweck wird die
Vorrichtung zunächst
auf die Scheibe aufgesetzt und dort in Abhängigkeit von der Scheibengeometrie
mit mindestens zwei Saugnäpfen
fixiert. Die Vorrichtung umfasst ferner einen an die Scheibengeometrie
anpassbaren Werkzeugträger mit
einer Windenvorrichtung zur Führung
eines umlaufenden Schneiddrahtes. Der Schneiddraht wird mittels
einer Hohlnadel in einem Eckbereich der Scheibe durch die Verklebung
zwischen der Scheibe und dem Fahrzeugrahmen geführt und auf den Windenmechanismus
mit zwei Winden aufgefädelt.
Mittels der beiden Winden und einer Umlenkrolle wird sodann der
Schneiddraht durch die Klebefuge gezogen, die hierdurch aufgetrennt
wird. Nach der Beendigung des Trennvorgangs kann die Scheibe problemlos
vom Fahrzeugrahmen abgehoben werden. Das Einführen eines Schneiddrahtes gestaltet
sich schwierig und ist zudem bei der im Flugzeugbau üblicherweise
innenseitig mit einem hochfesten Zweikomponentenkleber erfolgenden
Verklebung der Fensterrahmen praktisch nicht durchführbar.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur weitgehend rückstandsfreien
Entfernung von Fensterrahmen zu schaffen, die insbesondere auf eine
Rumpfzellenhaut aus einem Verbundwerkstoff aufgeklebt sind.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung, die die folgenden Merkmale
nach Patentanspruch 1 umfasst gelöst:
- – eine Trägerplatte,
- – mindestens
drei Anbindungselemente, insbesondere Saugnäpfe, zur Befestigung der Trägerplatte
an der Rumpfzellenhaut,
- – und
einer im Bereich der Trägerplatte
angeordneten Führungseinrichtung
mittels der ein Werkzeug im Bereich des Fensterrahmens führbar ist.
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Eine
Weiterbildung der Vorrichtung sieht vor, dass in einem Randbereich
der Trä gerplatte
eine umlaufende Aussparung eingebracht ist, deren Kontur in etwa
einer Fensterrahmenöffnung
entspricht. Hierdurch wird ein fester Sitz der Vorrichtung in der
Fensterrahmenöffnung
erreicht.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass
die Trägerplatte
eine umlaufende Nut zur Führung
der Führungseinrichtung aufweist,
wobei die Führungseinrichtung
einen Ausleger mit einem daran angeordneten Werkzeug aufweist.
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Diese
Ausgestaltung ermöglicht
eine präzise Führung des
Werkzeugs im Bereich des Fensterrahmens, so dass eine Beschädigung der
Rumpfzellenhaut während
der Bearbeitung des Fensterrahmens mittels des Werkzeugs ausgeschlossen
ist. Die Nut wird bevorzugt als eine Schwalbenschwanznut ausgebildet.
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Nach
Maßgabe
einer weiteren Fortbildung der Vorrichtung wird die Führungseinrichtung
mittels eines im Bereich der Trägerplatte
angeordneten Linearkugellagers geführt.
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Hierdurch
wird im Vergleich zur Führung
der Führungseinrichtung
in einer Schwalbenschwanznut ein leichtgängigerer Lauf der Vorrichtung
erreicht.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung sind in den weiteren
Patentansprüchen
dargelegt.
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In
der Zeichnung zeigt:
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1 Eine
schematische Seitenansicht bzw. Querschnittsdarstellung der in einen
Fensterrahmen eingesetzten Vorrichtung, und
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2 eine
Draufsicht auf eine Rumpfzellenhaut mit dem Fensterrahmen und der
Vorrichtung.
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In
der Zeichnung weisen dieselben konstruktiven Elemente jeweils die
gleiche Bezugsziffer auf.
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Die 1 zeigt
eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Ein
Fensterrahmen 1 ist fest mit einer Innenseite 2 einer
Rumpfzellenhaut 3 verklebt. Um den Fensterrahmen 1 von
der Innenseite 2 der Rumpfzellenhaut 3 rückstandsfrei
abzulösen,
wird zunächst das
in der Zeichnung nicht dargestellte Fensterpaket aus dem Fensterrahmen 1 entnommen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst unter anderem eine Trägerplatte 4 mit
einer Führungseinrichtung 5 und
einem damit geführten
Werkzeug 6 sowie mindestens vier Saugnäpfe 7 als Anbindungsmittel,
mit denen die Vorrichtung an einer Außenseite 8 der Rumpfzellenhaut 3 fixierbar
ist. Die Saugnäpfe 7 sind
jeweils über
einen Tragarm 9 mit der Trägerplatte 4 verbunden.
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Die
Führungseinrichtung 5 umfasst
im gezeigten Ausführungsbeispiel
eine Schwalbenschwanznut 10, in der ein Ausleger 11 geführt ist.
Am Ausleger 11 ist das Werkzeug zur Bearbeitung des Fensterahmens 1 in
Richtung der Pfeile 12, 13 verstellbar aufgenommen.
Zu diesem Zweck kann im Ausleger 11 bei spielsweise ein
Langloch eingebracht sein. Der Ausleger 11 umfasst weiterhin
eine Stütze 14,
deren unteres Ende 15 in der Schwalbenschwanznut 10 zumindest
bereichsweise formschlüssig
aufgenommen ist. Anstelle der Schwalbenschwanznut 10 kann
jede andere, hinterschnittene Nutgeometrie vorgesehen sein. Mittels
eines Handrades 16 ist eine vertikale Verstellung des Auslegers 11 in
Richtung des Pfeils 17 möglich. Das Werkzeug 6 weist
an seinem unteren Ende einen Fräser 18 auf. Der
Fräser 18 ist
bevorzugt als ein Oberfräser
ausgebildet.
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Anstelle
der in 1 gezeigten Schwalbenschwanznut 10, in
die ein entsprechend gestaltetes Ende 15 der Stütze 14 zumindest
bereichsweise formschlüssig
einbringbar ist, kann auch eine andere Konstruktion zur Führung der
Stütze 4 vorgesehen sein.
Beispielsweise kann die Führung
der Führungseinrichtung 5 in
der Trägerplatte 4 mittels
eines Linearkugellagers oder dergleichen erfolgen.
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Durch
das Handrad 16 kann ein Abstand zwischen dem Fräser 18 und
der Innenseite 2 der Rumpfzellenhaut 3 so eingestellt
werden, dass eine Beschädigung
der Rumpfzellenhaut 3, die einen mehrlagigen Aufbau aus
einer Abfolge von dünnen Aluminiumblechen
und dazwischen angeordneten faserverstärkten Schichten aus Epoxydharz
aufweisen kann ("Glare®"), sicher vermieden
wird. Mittels des Handrades 16 lässt sich die verbleibende Materialstärke des
Fensterrahmens 1 mit einer Genauigkeit von weniger als
0.05 mm einstellen. Weiterhin weist der Ausleger 11 in
einem Auslegerendbereich 19 eine federbelastete Stütze 20 auf,
um eine undefinierte Absenkung des Auslegers 11 zu vermeiden. Die
federbelastete Stütze 20 weist
an ihrem unteren Ende ein Gleitorgan 21 auf, das sich auf
der Innenseite 2 der Rumpfzellenhaut 3 abstützt und
auf dieser gleitet bzw. abrollt. Alternativ kann das Gleitorgan 21 als
eine Rolle, Kugel oder dergleichen ausgebildet sein. Eine Andruckkraft,
mit der die federbelastete Stütze 20 auf
die Innenseite 2 der Rumpfzellenhaut 3 drückt, ist
vorzugsweise stufenlos einstellbar. Der Saugnapf 7 sowie
die übrigen
drei in der 1 nicht dargestellten Saugnäpfe 7 (vgl. 2)
sind weiterhin jeweils mit einem Spannhebel 22 versehen,
mittels dessen der Saugnapf 7 auf der Außenseite 8 der Rumpfzellenhaut 3 fixiert
und nach Beendigung der Abtragungsarbeiten am Fensterrahmen 1 wieder
gelöst
werden kann. Der Fensterrahmen 1 weist eine im Wesentlichen
dreischenklige Querschnittsgeometrie auf, von denen ein Schenkel 23 mit
der Innenseite 2 der Rumpfzellenhaut 3 verklebt
ist. Von oben betrachtet weist der Fensterrahmen 1 eine
in etwa ovale bzw. elliptische Außenkontur auf. Der Fensterrahmen 1 ist
im Allgemeinen ein massives Schmiedeteil aus einer geeigneten Aluminiumlegierung,
das in der Lage ist, mechanische Kräfte aus der Rumpfzellenstruktur
in ausreichendem Maß über den
Fensterrahmenausschnitt zuleiten.
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Um
den Fensterrahmen 1 im Bedarfsfall, beispielsweise in einem
Reparaturfall, möglichst
rückstandsfrei
und vor allem ohne die Gefahr einer Beschädigung der empfindlichen Innenseite 2 der Rumpfzellenhaut 3 von
dieser entfernen zu können, wird
der Fräser 18 mittels
der Führungseinrichtung 5 in
einer Fräszone 24 am
Fensterrahmen 1 – die
in etwa dem mit punktierten Linien dargestellten Rechteck entspricht – entlang
geführt,
bis der Schenkel 23 des Fensterrahmens 1 auf eine
Restmaterialstärke von
höchstens
einigen 1/10 mm abgetragen ist. Ist der Schenkel 23 bis
auf diese geringe Materialstärke abgetragen
bzw. abgefräst,
so lässt
sich der Schenkel 23 von der Innenseite 2 der
Rumpfzellenhaut 3 relativ leicht "abschälen" bzw. abheben oder abziehen. Darüber hinaus
ist es auch möglich,
den Schenkel 23 des Fensterrahmens 1 bis auf eine
Materialstärke von
0 mm abzutragen bzw. abzufräsen.
Die Führungseinrichtung 5 gewährleistet
in Verbindung mit der Trägerplatte 4 eine
jederzeit präzise
Positionierung des Fräsers 18 in
Bezug auf den Fensterrahmen 1, um Beschädigungen der Rumpfzellenhaut 3 zu vermeiden.
Anstelle des Fräsers 18 kann
das Werkzeug 6 beispielsweise auch Poliermittel oder Schleifmittel
aufweisen.
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Um
eine exakte Positionierung der Trägerplatte 4 in einer
Fensterrahmenöffnung 25 zu
ermöglichen,
weist die Trägerplatte 4 einen
umlaufenden Rezess 26 auf, der an einem Weiteren nach innen gerichteten
Schenkel 27 des Fensterrahmens 1 anliegt. Die
Kontur des umlaufenden Rezesses 26 ist hierbei möglichst
genau einer Umfangskontur der Fensterrahmenöffnung 25 angepasst.
Auf Grund der Krümmung
der Rumpfzellenhaut 3 ist darüber hinaus die Trägerplatte 4 in
der Regel nicht eben ausgebildet, sondern ist in mindestens einer
Richtung des Raumes gekrümmt,
die der lokalen Krümmung
der Rumpfzelle des Passagierflugzeugs im Bereich des zu entfernenden
Fensterrahmens 1 entspricht.
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Die 2 zeigt
eine schematische Innenansicht des Fensterrahmens 1 mit
der Vorrichtung zum rückstandsfreien
Entfernen des Fensterrahmens 1.
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Die
Trägerplatte 4 ist
mit vier Saugnäpfen 7 an
der Innenseite 2 der Rumpfzellenhaut 3 temporär befestigt.
Mittels der in der Trägerplatte 4 eingelassenen
Schwalbenschwanznut 10 ist die Führungseinrichtung 5 mit
dem Werkzeug 6, das im gezeigten Ausführungsbeispiel bevorzugt als
(Ober-)Fräser 18 ausgebildet
ist, entlang der Pfeile 28, 29, 30 entlang der
Umfangskontur des Schenkels 23 des Fensterrahmens 1 führbar. Zwei
weitere exemplarische Positionen in der Schwalbenschwanznut 10 sind
durch die mit punktierten Linien dargestellten Umrissdarstellungen
der Führungseinrichtung 5 veranschaulicht.
Die Schwalbenschwanznut 10 weist in der Draufsicht einen
im Wesentlichen ovalen bzw. elliptischen Verlauf auf, kann aber
in Abhängigkeit
von der geometrischen Gestalt des Fensterrahmens 1 bzw. der
Fensterrahmenöffnung 25 eine
hiervon abweichende Gestalt aufweisen. Um zusätzlich eine Verstellbarkeit
des Fräsers 18 in
radialer Richtung zu ermöglichen,
ist das Werkzeug 6 in einem Langloch 31 geführt, wodurch
sich eine Verschiebbarkeit des Werkzeugs 6 in Richtung
des Pfeils 32 ergibt. Die Arretierung des Werkzeugs 6 im
Langloch 31 erfolgt durch nicht dargestellte Klemm- bzw.
Feststellorgane.
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Somit
lässt sich
im Ergebnis jeder Bereich des Schenkels 23 mittels des
Fräsers 18 mit
hoher Genauigkeit bis auf eine gewünschte minimale Materialstärke abtragen,
ohne dass hierbei die Gefahr einer Beeinträchtigung der Integrität der Rumpfzellenhaut 3 bestünde.
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Diesem
Umstand kommt, insbesondere bei einer Rumpfzellenhaut 3,
die aus einem Schichtaufbau aus Aluminiumfolien und glasfaserverstärkten Epoxydharzschichten
besteht (sog. "Glare®"), eine zentrale
Bedeutung zu, da sich mechanische Beschädigungen bei diesem Verbundwerkstoff
nur mit sehr hohem Aufwand beseitigen lassen.
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- 1
- Fensterrahmen
- 2
- Innenseite
(Rumpfzellenhaut)
- 3
- Rumpfzellenhaut
- 4
- Trägerplatte
- 5
- Führungseinrichtung
- 6
- Werkzeug
- 7
- Saugnapf
- 8
- Außenseite
(Rumpfzellenhaut)
- 9
- Tragarm
- 10
- Schwalbenschwanznut
- 11
- Ausleger
- 12
- Pfeil
- 13
- Pfeil
- 14
- Stütze
- 15
- unteres
Ende (Stütze)
- 16
- Handrad
- 17
- Pfeil
- 18
- Fräser
- 19
- Auslegerendbereich
- 20
- federbelastete
Stütze
- 21
- Gleitorgan
- 22
- Spannhebel
- 23
- Schenkel
(Fensterrahmen)
- 24
- Fräszone
- 25
- Fensterrahmenöffnung
- 26
- Rezess
- 27
- Schenkel
(Fensterrahmen)
- 28
- Pfeil
- 29
- Pfeil
- 30
- Pfeil
- 31
- Langloch
- 32
- Pfeil