DE102009039581A1

DE102009039581A1 - Hart oxidiert beschichtete Sitzschiene

Info

Publication number: DE102009039581A1
Application number: DE102009039581A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Roming; Gastao De Freitas; Daniel Heydorn
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2009-09-01
Filing date: 2009-09-01
Publication date: 2011-03-17
Also published as: US20110049296A1; US8567741B2

Abstract

fahrzeugen, umfassend ein Profilelement für die Befestigung der Sitze und einem Trägerelement für die Befestigung der Sitzschiene in einem Luftfahrzeug, worin zumindest das Trägerelement aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung eine Oxidschicht aufweist und die Oxidschicht durch hart anodische Oxidation hergestellt worden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Sitzschiene für die Befestigung von Sitzen in Luftfahrzeugen, wobei sich die Sitzschiene durch hohe Abriebbeständigkeit auszeichnet.
Sitzschienen, insbesondere die Profilelemente der Sitzschienen an denen die Sitze befestigt werden, sind hohen Beanspruchungen ausgesetzt. So sind Sitzschienen hohen mechanische Belastungen durch das Ein und Aussteigen von Passagieren sowie durch ihren Ein- und Ausbau ausgesetzt.
Des Weiteren müssen Sitzschienen, auf Grund regelmäßigen Ein- und Ausbaus der Sitze, hohe Abriebfestigkeit aufweisen. Lange Lebensdauer von Sitzschienen kann allerdings nur dann gewährleistet werden, wenn keine Beschädigung des Materials auftritt. Feuchtigkeit und Flüssigkeiten, wie aggressive Getränke (Cola), im Zusammenspiel mit den auftretenden mechanischen Belastungen lassen herkömmliche Sitzschienen schnell altern, so dass deren Sicherheit nicht mehr gewährleistet ist. Typischerweise wird dieser Alterungsprozess durch entsehende galvanische Brücken zwischen den einzelenen Bauteilen bewirkt.
Ein regelmäßiger Austausch der Sitzschienen und damit verbundene Kosten sind die Folge.
Demnach ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung Sitzschienen zu entwickeln, die hohe mechanisch Belastungen langandauernd ohne Verlust an Stabilität gewährleisten. Des Weiteren sollten die Sitzschienen korrosionsbeständig, relativ leicht und kostengünstig sein um das Gesamtgewicht im Luftfahrzeug möglichst gering zu halten.
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zu Grunde, dass zumindest das Trägerelement der Sitzschiene aus Aluminium oder Aluminiumlegierung gefertigt sein muss, welches/welche eine harte Oxidschicht aufweist.
Folglich richtet sich die vorliegende Erfindung auf eine Sitzschiene für die Befestigung von Sitzen in Luftfahrzeugen umfassend ein Profilelement für die Befestigung der Sitze und einem Trägerelement für die Befestigung der Sitzschiene in einem Luftfahrzeug, insbesondere an den Kabinenboden eines Luftfahrzeuges, worin zumindest das Trägerelement (a) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist und (b) das Aluminium oder die Aluminiumlegierung an der Oberfläche eine harte Oxidschicht aufweist.
Die harte Oxidschicht ist ins besonders eine Oxidschicht, die durch hart anodische Oxidation nach ISO 10074 (1994(E)) hergestellt worden ist.
Im Folgenden wird die Erfindung genauer beschrieben.
Unter einem Luftfahrzeug wird in vorliegender Anmeldung ein Gerät verstanden welches insbesondere innerhalb der Erdatmosphäre, d. h. bis zu einer Flughöhe von 150 km, insbesondere bis zu einer Flughöhe von 100 km, fliegt. Allerdings sind die beschriebenen Sitzschienen auch für Raumfahrtgeräte sowie andere Transportgeräte wie Züge und Busse einsetzbar.
Ins besonders handelt es sich bei dem Luftfahrzeug, um Flugzeuge, Helikopter oder Zeppeline. In einer besonderen Ausführungsform sind die Sitzschienen für Flugzeuge, wie Passagierflugzeuge, konzipiert.
Die Sitzschiene nach vorliegender Erfindung umfasst ein Profilelement und ein Trägerelement. Das Profilelement ist so ausgestaltet, dass Sitze an die Sitzschiene befestigbar sind, wohingegen das Trägerelement so ausgestaltet ist, dass die Sitzschiene an den Flugkörper, insbesondere an den Kabinenboden, befestigbar ist. ( ) Die in (Verkehrs) flugzeugen verwendeten Profilschienen zum Befestigen von (Passagier) sitzen sind in der Regel genormt, beispielsweise durch die Luftfahrtnorm LN 29 890. Gemeinsam ist diesen Profilschienen, dass auf einem unteren Trägerelement, vorzugsweise auf einem Ω- oder T-förmigen unteren Trägerelement, ein Profilelement, vorzugsweise ein C-schienenartiges Profilelement, angeordnet ist. Das Profilelement, insbesondere das C-schienenartiges Profilelement, besitzt vorzugsweise eine nach oben, d. h. in die Kabine, weisende Öffnung zwischen zwei nach innen ragenden Schenkeln, welche abwechselnd aus Bohrungen und Schlitzen besteht.
Entsprechende Befestigungseinrichtungen zum lösbaren Befestigen von (Passagier) sitzen, in einer Flugzeug-Sitzschiene mit C-Profil unter Verwendung genormter Sitzschienenabmessungen sind unter anderem aus der DE 42 24 821 A1 bekannt geworden. Weiterhin ist aus der RU 2 136 548 C1 eine Einrichtung für die Befestigung von Passagiersitzen bekannt geworden, bei der kantenförmige Elemente für die Befestigung der Passagiersitzen in der Sitzschiene vorgesehen sind. Schließlich ist auch in der US 6 554 225 B1 eine Anordnung von Sitzschienen in einer Leichtbaufußbodenstruktur in einem Flugzeug beschrieben, bei der die Anordnungsmöglichkeit von T-förmigen Sitzschienen im Fussboden eines Flugzeuges vorgesehen ist.
Bezüglich der formgebenden Ausgestaltung der Sitzschiene wird insbesondere auf diese Dokumente verwiesen.
In der vorliegenden Erfindung beschreiben die Bezeichnungen „Aluminium” und „Aluminiumwerkstoff” bzw. „Aluminiumlegierung” und „Aluminielegierungswerkstoff” dieselben Gegenstände. Folglich sind das Profilelement und/oder das Trägerelement der Sitzschiene aus Aluminium (Aluminiumwerkstoff) oder einer Aluminiumlegierung (einem Aluminiumlegierungswerkstoff) gefertigt. Der Ausdruck „gefertigt” bedeutet nach vorliegender Erfindung, dass der Hauptbestandteil des Profilelements und/oder des Trägerelement aus Aluminium (Aluminiumwerkstoff) oder einer Aluminiumlegierung (einem Aluminiumlegierungswerkstoff) besteht. In einer besonderen Ausführungsform besteht zu mindestens 90 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 95 Gew.-%, wie zu (ca.) 100 Gew.-%, das Profilelement und/oder das Trägerelement aus Aluminium (Aluminiumwerkstoff) oder einer Aluminiumlegierung (einem Aluminiumlegierungswerkstoff). In Fall, dass das Profilelements und/oder das Trägerelement zu weniger als 100 Gew.-% aus Aluminium (Aluminiumwerkstoff) oder einer Aluminiumlegierung (einem Aluminiumlegierungswerkstoff) besteht, ist es vorzugsweise zusätzlich mit einer Zusatzabdeckung, wie zum Beispiel einem Polymer, versehen. Dieses Polymer, wenn vorhanden, wird nach Herstellung der harten Oxidschicht auf den „Aluminiumwerkstoff” bzw. „Aluminielegierungswerkstoff” aufgebracht.
In einer besonderen Ausführungsform stellen das Profilelement und das Trägerelement ein Werkstück dar. Folglich besteht das Profilelement und das Trägerelement aus einem Aluminiumwerkstoff oder einem Aluminiumlegierungswerkstoff nach vorliegender Erfindung.
In einer anderen Ausführungsform besteht das Profilelement und das Trägerelement der Sitzschiene aus unterschiedlichen Werkstoffen. Zumindest eines der beiden Elemente ist aus einem Aluminium (Aluminiumwerkstoff) oder einer Aluminiumlegierung (einem Aluminiumlegierungswerkstoff) nach vorliegender Erfindung gefertigt worden. Vorzugsweise ist zumindest das Trägerelement aus einem Aluminium (Aluminiumwerkstoff) oder einer Aluminiumlegierung (einem Aluminiumlegierungswerkstoff) nach vorliegender Erfindung gefertigt. In einer Weiteren Ausführungsform sind Profilelement und das Trägerelement aus einem Aluminium (Aluminiumwerkstoff) oder einer Aluminiumlegierung (einem Aluminiumlegierungswerkstoff) nach vorliegender Erfindung gefertigt.
Im Fall, dass das Profilelement und das Trägerelement der Sitzschiene unterschiedliche Bauteile darstellen, ist es bevorzugt, dass sie durch eine homogene metallurgische Verbindung miteinander verbunden sind. Denkbar ist jedoch auch, dass das Profilelement und/oder das Trägerelement im Verbindungsbereich ein Profil aufweisen/aufweist und somit eine formschlüssig Verbindung zwischen den beiden Bauteilen erreicht wird.
Das verwendete Aluminium oder die verwendete Aluminiumlegierung kann jeglicher Art sein, soweit es/sie nach vorliegender Erfindung hart anodisch eloxiert worden ist. Als besonders günstig haben sich Aluminium (legierungen) der Gruppe 1xxx, 2xxx und 7xxx, vorzugsweise 7xxx, nach EN 573-3/4 erwiesen. Insbesondere handelt es sich um eine Aluminiumlegierung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus AlZnMgCu_0.5-1.5, AlZn₁₀Si₈Mg, AlCuMg₁, AlCuMgPb, AlMgCu₂, G-AlSi₉Cu₃, G-AlSi₆Cu₄ und G-AlCu₄Ti.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Oxidschicht 2 bis 200 μm.
Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Oxidschicht um eine harte Oxidschicht, insbesondere um eine Oxidschicht, die durch hart annodische Oxidation, wie eine hart annodische Oxidation nach ISO nach ISO 10074 (1994(E)), hergestellt worden ist.
Die Oxidschicht, d. h. die, insbesondere die harte Oxidschicht, wie die Oxidschicht herstellbar nach ISO 10074 (1994(E)), besteht vorzugsweise, d. h. mindestens zu 90 Gew.-%, aus γ-Aluminiumoxid. In einer besonderen Ausführungsform besteht die Oxidschicht vollständig aus γ-Aluminiumoxid.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Oxidschicht ist, dass diese bei einer Nominaldicke von 50 μm +/– 5 μm mindestens eine Oberflächendichte gemessen nach ISO 2106 von 940 mg/dm², vorzugsweise von mindestens 950 mg/dm², hat.
Durch die harte Oxidschicht zeichnet sich das Aluminium oder die Aluminiumlegierung durch eine hohe Abriebsfestigkeit aus. Folglich weist das Aluminium oder die Aluminiumlegierung bzw. das Profilelement und/oder das Trägerelement eine Korrosionsresistenz aufweisen wird.
In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich bei dem Aluminium oder der Aluminiumlegierung um Hart-Coat^® Oberflächenschutzsysteme der Firma AHC Oberflächentechnik.
Die vorliegende Erfindung richtet sich nicht nur auf Sitzschienen, bei denen zumindest das Profilelement oder das Trägerelement aus hart oxidierten Aluminium oder hart oxidierten Aluminiumlegierung gefertigt sind, sondern richtet sich auch auf die Verwendung von hart oxidierten Aluminium oder hart oxidierten Aluminiumlegierung als Profilelement und/oder das Trägerelement von Sitzschienen. Insbesondere handelt es sich bei den Sitzschienen um solche die in Luftfahrzeugen, wie Passagierflugzeugen, einsetzbar sind. Bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen des hart oxidierten Aluminiums oder der hart oxidierten Aluminiumlegierung wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
Im Folgenden wird die Erfindung genauer durch die Beispiele beschrieben.
Beispiele
Prüfkörper 1:

Aluminium Sitzschiene 7349/7055/7136 Schwefelanodisiert + Haftgrundierung + Grundanstrich + Deckanstrich

Prüfkörper 2:

Aluminium Sitzschiene 7349/7055/7136 mit einem HardCoat^® (HC-Cu) Schutzsystem

Korrosionsresistente Sitzschiene.
Sitzschienen, ob aus Titan oder aus Al-Legierungen wie sie üblicherweise heute bei Airbusflugzeugen zum Einsatz kommen, unterliegen extremen Anforderungen. Bei Aluminium Schienen sind trotz eines Oberflächenschutzes (auf Lackbasis) Korrosionsvorgänge unvermeidbar. Die Interface Partner wie z. B. Fußbodenplatte aus CFK-Sandwich und Seat-stuts (Aufnahmeeinheit der Sitze) aus Stahlguss begünstigen die galvanische Korrosion. Vor allem dann, wenn Flüssigkeiten wie Getränke, Luftfeuchtigkeit und auch spezielle Flüssigkeiten aus dem Toilettenbereich auf ein bereits fehlerhaftes Oberflächen geschütztes Interface geraten, sind beschleunigte Korrosionsvorgänge nicht zu vermeiden. Oberflächenschutzschäden der Sitzschienen können viele Ursachen haben. Bereits während der Montage können kaum sichtbare Lackschäden entstehen. Durch Vibrationen während des Flugbetriebs und den anmontierten Teilen wie den Seat-stuts oder Fußbodenplatten oder der Umkonfigurierung des Kabinenlayouts (Sitze verschieben) entstehen weitere Lackschäden (siehe und )
Lösungsansatz:
Al-Sitzschienen mit einer verschleißfesten Oberflächen aus HardCoat^® Solch beschichtete Sitzschienen zeigten bereits bei einem Einbauversuch sehr geringe Verschleißzeichen gegenüber der Standard Sitzschiene auf Lackschutzbasis. Die Ergebnisse nach 20-fachen Sitz Ein und Ausbau zeigen Bilder 4 und 5. Der Verschleiß bzw. das freigelegte Aluminium der Standardsitzschiene war sehr viel deutlich ausgeprägter. Sowohl auf der Profiloberseite und vor allem in der Lauffläche. Hingegen zeigte die HardCoat^® Sitzschiene visuell in der Lauffläche keine Schäden und einige kleinere Kratzspuren auf der Profiloberseite.
Ein anschließender Salzkammertest über 4 Wochen zeigte visuell bei der HardCoat^® Sitzschiene keine Korrosion und beginnende Korrosionsvorgänge bei der Standardschiene.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4224821 A1 [0013]
RU 2136548 C1 [0013]
US 6554225 B1 [0013]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 10074 (1994(E)) [0008]
EN 573-3/4 [0019]
ISO 10074 (1994(E)) [0021]
ISO 10074 (1994(E)) [0022]
ISO 2106 [0023]

Claims

Sitzschiene für die Befestigung von Sitzen in Luftfahrzeugen umfassend ein Profilelement für die Befestigung der Sitze und einem Trägerelement für die Befestigung der Sitzschiene in einem Luftfahrzeug, worin zumindest das Trägerelement aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet dass die Oberfläche des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung eine Oxidschicht aufweisen, die durch hart anodische Oxidation nach ISO 10074 (1994(E)) hergestellt worden ist.
Sitzschiene nach Anspruch 1, worin die Oxidschicht des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung mindestens aus 90% γ-Aluminiumoxid besteht.
Sitzschiene nach Anspruch 1 oder 2, worin die Oxidschicht bei einer Nominaldicke von 50 μm +/– 5 μm mindestens eine Oberflächendichte gemessen nach ISO 2106 von 940 mg/dm² hat.
Sitzschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Profilelement und das Trägerelement aus einem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung nach einen der Ansprüche 1 bis 3 gefertigt sind.
Sitzschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Profilelement und das Trägerelement aus einem Stück gefertigt sind.
Sitzschiene einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Profilelement und das Trägerelement aus unterschiedlichen Werkstoffen besteht.
Sitzschiene nach Anspruch 6, worin (a) das Profilelement und das Trägerelement durch eine homogene metallurgische Verbindung miteinander verbunden sind oder (b) das Profilelement und/oder das Trägerelement im Verbindungsbereich ein Profil aufweisen/aufweist.
Verwendung von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung als Profilelement und/oder als Trägerelement von Sitzschienen für die Befestigung von Sitzen in Luftfahrzeugen, worin das Aluminium oder die Aluminiumlegierung eine Oxidschicht aufweisen, die durch hart anodische Oxidation nach ISO 10074 (1994(E)) hergestellt worden ist.
Verwendung nach Anspruch 8, worin das Aluminium oder die Aluminiumlegierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 definiert ist.