DE102010038407B4

DE102010038407B4 - Luft- oder Raumfahrzeug mit einer elektrischen Verteileranordnung

Info

Publication number: DE102010038407B4
Application number: DE102010038407.0A
Authority: DE
Inventors: Detlef Tiegs; Merten Helms
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2014-11-13
Anticipated expiration: 2030-07-27
Also published as: US9343833B2; DE102010038407A1; US20120021635A1

Abstract

Luft- oder Raumfahrzeug (31), mit einer elektrischen Verteileranordnung (37), einer ersten Komponente (32), einer zweiten Komponente (33) und wenigstens einem ersten und zweiten Sternhalter (36), wobei: die erste Komponente den wenigstens einen ersten Sternhalter aufweist; die zweite Komponente den wenigstens einen zweiten Sternhalter aufweist; und wobei die im Bereich einer Anschlussstelle (34) zwischen der ersten und zweiten Komponente (32, 33) angeordnete Verteileranordnung (37), aufweist: mehrere erste Kabel (11), welche in der ersten Komponente (32) verlaufen; mehrere zweite Kabel (12), welche in der zweiten Komponente (33) verlaufen; mehrere Vorrichtungen (10), welche jeweils ein erstes und ein zweites Kabel (11, 12) elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei die mehreren ersten und zweiten Kabel (11, 12) und die mehreren Vorrichtungen (10) mittels des wenigstens einen ersten und zweiten Sternhalters (36) auf einer Kreislinie (35) gehalten werden; wobei jede Vorrichtung (10) aufweist: einen ersten Kabelschuh (13), welcher einen ersten Verbindungsabschnitt (15) zum elektrischen Kontaktieren des ersten elektrischen Kabels (11) und einen Buchsenabschnitt (17) mit einer konischen Buchse (18) aufweist; einen zweiten Kabelschuh (14), welcher einen zweiten Verbindungsabschnitt (16) zum elektrischen Kontaktieren des zweiten elektrischen Kabels (12) und einen Steckerabschnitt (22) mit einem konischen Stecker (23) aufweist; wobei für das elektrisch leitende Verbinden des ersten Kabels (11) mit dem zweiten Kabel (12) der Stecker (23) in die Buchse (18) einsteckbar und mit dieser leitend kontaktierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Luft- oder Raumfahrzeug mit einer elektrischen Verteileranordnung.
Obwohl auf beliebige Luft- oder Raumfahrzeuge anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrunde liegende Problematik in Bezug auf ein Flugzeug nachfolgend näher erläutert.
Es ist bekannt, Flugzeuge mit wenigstens einem Generator auszustatten, welcher in einer Triebwerksgondel des Flugzeugs untergebracht ist. Der Generator wird von einer Turbine des in der Triebwerksgondel angeordneten Triebwerks zum Erzeugen von elektrischem Strom angetrieben. Um Verbraucher in dem Rumpf des Flugzeugs mit elektrischem Strom zu versorgen, muss der Strom aus der Triebwerksgondel durch einen Flügel in den Rumpf des Flugzeugs geführt werden.
Aufgrund der Tatsache, dass heutzutage die verschiedenen Flugzeugkomponenten an verschiedenen Standorten gefertigt und anschließend aneinander montiert werden, sind vordefinierte Anschlussstellen zwischen den verschiedenen Komponenten vorgesehen.
Dadurch ergibt sich die Problematik, dass der Generator nicht mit einem einzigen, durchgehenden Kabel mit den Verbrauchern innerhalb des Rumpfs des Flugzeugs verbunden werden kann. Vielmehr ist es erforderlich, mehrere Kabel vorzusehen, welche im Bereich der Anschlussstellen miteinander verbindbar vorgesehen sind.
Zum Verbinden der elektrischen Kabel ist es üblich, einen Verteiler 1, wie in 1 perspektivisch dargestellt, zu verwenden.
Der Verteiler 1 weist im Wesentlichen eine ebene Platte 2 auf, auf welcher mehrere Bolzen 3 angeordnet sind. Die Bolzen 3 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zueinander und sind mittels Trennelementen 4 voneinander getrennt, um insbesondere ein Überspringen von Funken zu vermeiden. Jeder der Bolzen 3 verbindet, wie in 1 lediglich für einen Bolzen 3 beispielhaft dargestellt, ein erstes Kabel 5 mit einem zweiten Kabel 6. Dazu weisen die Kabel 5, 6 an ihren jeweiligen Enden in 1 nicht zu erkennende Kabelschuhe auf. Die beiden Kabelschuhe sind auf die Bolzen 3 aufgeschoben und mittels einer Mutter 7 gegeneinander verspannt, so dass das erste Kabel 5 mit dem zweiten Kabel 6 elektrisch leitend verbunden ist.
An der vorstehend beschriebenen, bekannten Lösung hat es sich als nachteilig herausgestellt, dass das Aufschieben der Kabelschuhe auf die Bolzen 3 und das anschließende Positionieren und Festziehen der Muttern 7 montagetechnisch vergleichsweise aufwändig ist. Außerdem gibt der Aufbau des Verteilers 1 den Verlauf der Kabel 5, 6 vor. Dies ist im Hinblick auf eine flexible Kabelführung durch das Flugzeug teilweise hinderlich. Weiterhin ist der Verteiler 1 vergleichsweise groß und schwer.
Die Druckschrift US 3,924,922 offenbart eine Buchse-Steckerverbindung für enge Toleranzen mit einem Federdämpfer.
Die Druckschrift EP 0 406 102 A2 offenbart einen elektrischen Verbinder, bei welchem elektrische Kontakte ohne Kraftaufwand voneinander gelöst werden können.
Die Druckschrift US 4,296,986 offenbart eine Verbindungseinrichtung für Koaxialkabel, welche einen konischen Stecker und eine konische Buchse für ein elektrisches Verbinden von zwei Kabeln aufweist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lösung bereitzustellen, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile zumindest reduziert.
Diese Aufgabe wird durch ein Luft- oder Raumfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, auf den eingehend beschriebenen Verteiler komplett zu verzichten und eine individuelle Verbindung der jeweiligen Kabel mittels einer Vorrichtung vorzusehen. Die Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das erste und zweite Kabel durch Einstecken des Steckers in die Buchse montagetechnisch einfach verbunden werden können. Dies wird noch zusätzlich dadurch vereinfacht, dass die Buchse und der Stecker konisch ausgebildet sind, so dass sich eine Art Einführhilfe ergibt. Außerdem stellt die Verbindung aus konischer Buchse und konischem Stecker eine sehr belastbare Verbindung dar.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Vorrichtung es erlaubt, das erste und zweite Kabel entlang einer frei wählbaren Route in dem Flugzeug miteinander zu verbinden. Die einleitend aufgezeigte Notwendigkeit, die ersten und zweiten Kabel zu einem Verteiler zu führen, entfällt damit.
Die Vorrichtungen sind in etwa auf einer Kreislinie angeordnet. In einem Flugzeug sind gewöhnlich die einen Generator mit elektrischen Verbrauchern in dem Flugzeug verbindenden Kabel im Querschnitt gesehen auf einer Kreislinie angeordnet. Dies hat elektromagnetische Gründe. Werden nun an einer Anschlussstelle die Vorrichtungen zum Verbinden der Kabel miteinander eingesetzt, kann die im Querschnitt kreisförmige Anordnung beibehalten werden.
Aus den Unteransprüchen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist der konische Stecker als Vollmaterial ausgebildet.
Dadurch weist der Stecker eine besonders hohe Belastbarkeit auf.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs hält der erste oder zweite Kabelschuh eine Hülse mit einem Gewinde, welches mit einem Gegengewinde des jeweils anderen Kabelschuhs verschraubbar ist, um dadurch den Stecker mit der Buchse in Kontakt zu halten. Dadurch ergibt sich eine einfache Möglichkeit der dauerhaften Befestigung des Steckers in elektrisch leitendem Kontakt mit der Buchse.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist die Hülse an ihrem einen Ende mit einer Halteeinrichtung ausgebildet, welche mit dem ersten oder zweiten Kabelschuh in axialer Richtung in Eingriff bringbar ist, und an ihrem anderen Ende mit dem Gewinde ausgebildet, welches mit dem Gegengewinde an dem jeweils anderen Kabelschuh verschraubbar ist. Mittels Verschrauben des Gewindes mit dem Gegengewinde wird somit der Stecker in die Buchse fest hineingezogen.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist die Halteeinrichtung als eine konische Verjüngung des Durchmessers der Hülse ausgebildet, welche mit einer konischen Verjüngung des Durchmessers des ersten oder zweiten Kabelschuhs für einen Reibschluss zwischen der Hülse und dem ersten oder zweiten Kabelschuh in Eingriff bringbar ist. Der Reibschluss sorgt für eine Verdrehsicherung der Hülse, so dass sich diese in ihrem mit dem ersten oder zweiten Kabelschuh verschraubten Zustand nicht selbsttätig lösen kann.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist das Gewinde an der Hülse als ein Innengewinde und das Gegengewinde an dem ersten oder zweiten Kabelschuh als ein Außengewinde ausgebildet.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Luft- oder Raumfahrzeugs ist der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt hülsenartig ausgebildet und mittels Quetschens mit dem ersten oder zweiten Kabel verbindbar. Dies erlaubt eine einfache Befestigung des ersten oder zweiten Verbindungsabschnitts mit einem jeweiligen Kabel.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einer perspektivischen Ansicht einen bekannten Verteiler;
2 in einem Längsschnitt eine Vorrichtung samt einem ersten und zweiten Kabel gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 in einer Explosionsansicht die Vorrichtung aus 2
4 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung aus 3;
5 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
6 einen Ausschnitt aus einem Flugzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
2 zeigt in einem Längsschnitt eine Vorrichtung 10 samt einem ersten Kabel 11 und einem zweiten Kabel 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Die Vorrichtung 10 weist einen ersten Kabelschuh 13 und einen zweiten Kabelschuh 14 auf. Der erste Kabelschuh 13 ist mittels eines ersten Verbindungsabschnitts 15 mit dem ersten Kabel 11 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Kabelschuh 14 ist mittels eines zweiten Verbindungsabschnitts 16 mit dem zweiten Kabel 12 elektrisch leitend verbunden. Der erste Verbindungsabschnitt 15 ist mit dem ersten Kabel 11 und der zweite Verbindungsabschnitt 16 ist mit dem zweiten Kabel 12 beispielsweise mittels Quetschens der jeweiligen, hülsenartig ausgebildeten Verbindungsabschnitte 15, 16 verbunden.
Der erste Kabelschuh 13 weist ferner einen Buchsenabschnitt 17 auf, welcher mit dem ersten Verbindungsabschnitt 15 einstückig verbunden sein kann. Der Buchsenabschnitt 17 ist mit einer konischen Buchse 18 gebildet.
Der zweite Kabelschuh 14 weist einen Steckerabschnitt 22 auf, welcher mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 16 einstückig gebildet sein kann. Der Steckerabschnitt 22 umfasst einen konischen Stecker 23.
Für ein elektrisch leitendes Verbinden des ersten Kabels 11 mit dem zweiten Kabel 12 ist der Stecker 23 in die Buchse 18 eingesteckt, wie in 2 dargestellt. Der Stecker 23 und die Buchse 18 liegen dabei in elektrisch leitendem Kontakt gegeneinander an.
Der Stecker 23 ist bevorzugt aus einem Vollmaterial, beispielsweise Aluminium, ausgebildet. Auch die Buchse 18 kann aus Aluminium ausgebildet sein.
Der zweite Kabelschuh 14 hält eine Hülse 24. Die Hülse 24 ist an ihrem einen Ende mit einem Gewinde 25 ausgebildet, welches in dem in 2 dargestellten Zustand mit einem Gegengewinde 26 des ersten Kabelschuhs 13 verschraubt ist. Bei dem Gewinde 25 handelt es sich um ein Innengewinde und bei dem Gegengewinde 26 um ein Außengewinde.
Die Hülse 24 verbindet somit den ersten Kabelschuh 13 mit dem zweiten Kabelschuh 14 und sorgt dafür, dass der Stecker 23 mit der Buchse 18 in elektrisch leitendem Kontakt bleibt.
Der erste Kabelschuh 13, der zweite Kabelschuh 14 sowie die Hülse 24 sind vorzugsweise koaxial angeordnet. Die Hülse 24 umgibt den zweiten Kabelschuh 14 in dem in 2 dargestellten, verbundenen Zustand der Vorrichtung 10 vollständig.
Die Hülse 24 ist an dem zweiten Kabelschuh dadurch gehalten, dass die Hülse 24 eine konische Verjüngung 27 an ihrem anderen Ende aufweist. Die konische Verjüngung 27 steht in dem in 2 dargestellten Zustand in reibschlüssigem Eingriff mit einer konischen Verjüngung 28 des zweiten Kabelschuhs 14. Dies ergibt sich dadurch, dass die Verjüngung 28 beim Aufschrauben des Gewindes 25 auf das Gegengewinde 26 in die Verjüngung 27 hineingepresst wird. Der dabei entstehende Reibschluss zwischen der Verjüngung 27 und der Verjüngung 28 bewirkt, dass ein selbsttätiges Lösen der Verschraubung des Gewindes 25 mit dem Gegengewinde 26 sicher verhindert werden kann.
Wird die Hülse 24 von dem ersten Kabelschuh 13 abgeschraubt, bewegt sich diese in 2 entlang der Längsrichtung L nach links. Sobald das Gewinde 25 und das Gegengewinde 26 außer Eingriff gelangen, können der erste Kabelschuh 13 und der zweite Kabelschuh 14 voneinander getrennt und damit der Stecker 23 aus der Buchse 18 herausgezogen werden.
3 zeigt die Vorrichtung 10 aus 2 in einer Explosionsansicht, und 4 zeigt in einem Längsschnitt die Vorrichtung 10, wie in 3 dargestellt.
Anhand der 3 und 4 wird der in Zusammenhang mit 2 beschriebene Aufbau der Vorrichtung 10 nochmals besonders deutlich.
5 zeigt einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung 10 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Nachfolgend wird lediglich auf die Unterschiede gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß den 2 bis 4 eingegangen.
Anstelle der konischen Verjüngung 27, wie in 2 dargestellt, ist die Hülse 24 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 mit einer Schulter 29 gebildet. Die Schulter 29 liegt in dem Zustand, in dem die Hülse 24 auf den ersten Kabelschuh 13 aufgeschraubt ist, gegen eine korrespondierende Schulter 30 des zweiten Kabelschuhs 14 an. Dadurch werden der erste und zweite Kabelschuh 13, 14 fest aneinander gehalten.
6 zeigt einen Ausschnitt aus einem Flugzeug 31. Das Flugzeug 31 weist eine erste Komponente in Form eines Flügels 32 und eine zweite Komponente in Form eines Rumpfs 33 auf, welche bei einer Montage des Flugzeugs 31 im Bereich einer Anschlussstelle 34 miteinander verbunden werden.
In dem Flügel 32 verlaufen mehrere erste Kabel 11, welche, wie in 6 in ausgebrochener Darstellung gezeigt, im Querschnitt gesehen auf einer Kreislinie 35 angeordnet sind. Diese Anordnung der ersten Kabel 11 wird dadurch erreicht, dass die ersten Kabel 11 in dem Flügel 32 mittels sogenannter Bobbins (Deutsch: Sternhalter) 36 gehalten werden.
Im Bereich der Anschlussstelle 34 ist jedes der ersten Kabel 11 mittels der in den 2-4 oder in 5 dargestellten Vorrichtung 10 mit einem zweiten Kabel 12 verbunden. Die zweiten Kabel 12 sind entsprechend der ersten Kabel 11 angeordnet und werden ebenfalls mittels einer oder mehrerer Bobbins 36 gehalten. Die ersten und zweiten Kabel 11, 12 sowie die Vorrichtungen 10 verbinden beispielsweise einen nicht dargestellten Generator, welcher in oder an dem Flügel 32 angeordnet ist, mit nicht dargestellten elektrischen Verbrauchern im Rumpf 33 des Flugzeugs 31.
Die Vorrichtungen 10 sind dabei, wie die ersten und zweiten Kabel 11, 12, auf der Kreislinie 35 im Querschnitt gesehen angeordnet. Demnach braucht eine Route der Kabel 11, 12 im Bereich der Anschlussstelle 34 nicht verändert werden.
Die Vorrichtungen 10 bilden samt den Kabeln 11, 12 eine Verteileranordnung 37 aus.
Bezugszeichenliste

1: Verteiler
2: Platte
3: Bolzen
4: Trennelement
5: erstes Kabel
6: zweites Kabel
7: Mutter
10: Vorrichtung
11: erstes Kabel
12: zweites Kabel
13: erster Kabelschuh
14: zweiter Kabelschuh
15: erster Verbindungsabschnitt
16: zweiter Verbindungsabschnitt
17: Buchsenabschnitt
18: Buchse
22: Steckerabschnitt
23: Stecker
24: Hülse
25: Gewinde
26: Gegengewinde
27: Verjüngung
28: Verjüngung
29: Schulter
30: Schulter
31: Flugzeug
32: Flügel
33: Rumpf
34: Anschlussstelle
35: Kreislinie
36: Bobbin
37: Verteileranordnung

Claims

Luft- oder Raumfahrzeug (31), mit einer elektrischen Verteileranordnung (37), einer ersten Komponente (32), einer zweiten Komponente (33) und wenigstens einem ersten und zweiten Sternhalter (36), wobei: die erste Komponente den wenigstens einen ersten Sternhalter aufweist; die zweite Komponente den wenigstens einen zweiten Sternhalter aufweist; und wobei die im Bereich einer Anschlussstelle (34) zwischen der ersten und zweiten Komponente (32, 33) angeordnete Verteileranordnung (37), aufweist: mehrere erste Kabel (11), welche in der ersten Komponente (32) verlaufen; mehrere zweite Kabel (12), welche in der zweiten Komponente (33) verlaufen; mehrere Vorrichtungen (10), welche jeweils ein erstes und ein zweites Kabel (11, 12) elektrisch leitend miteinander verbinden, wobei die mehreren ersten und zweiten Kabel (11, 12) und die mehreren Vorrichtungen (10) mittels des wenigstens einen ersten und zweiten Sternhalters (36) auf einer Kreislinie (35) gehalten werden; wobei jede Vorrichtung (10) aufweist: einen ersten Kabelschuh (13), welcher einen ersten Verbindungsabschnitt (15) zum elektrischen Kontaktieren des ersten elektrischen Kabels (11) und einen Buchsenabschnitt (17) mit einer konischen Buchse (18) aufweist; einen zweiten Kabelschuh (14), welcher einen zweiten Verbindungsabschnitt (16) zum elektrischen Kontaktieren des zweiten elektrischen Kabels (12) und einen Steckerabschnitt (22) mit einem konischen Stecker (23) aufweist; wobei für das elektrisch leitende Verbinden des ersten Kabels (11) mit dem zweiten Kabel (12) der Stecker (23) in die Buchse (18) einsteckbar und mit dieser leitend kontaktierbar ist.
Luft- oder Raumfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Vorrichtung (10) der konische Stecker (23) als Vollmaterial ausgebildet ist.
Luft- oder Raumfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Vorrichtung (10) der erste oder zweite Kabelschuh (14) eine Hülse (24) mit einem Gewinde (25) hält, welches mit einem Gegengewinde (26) des jeweils anderen Kabelschuhs (13) verschraubbar ist, um dadurch den Stecker (23) mit der Buchse (18) in Kontakt zu halten.
Luft- oder Raumfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Vorrichtung (10) die Hülse (24) an ihrem einen Ende mit einer Halteeinrichtung (27) ausgebildet ist, welche mit dem ersten oder zweiten Kabelschuh (14) in axialer Richtung (L) in Eingriff bringbar ist, und an ihrem anderen Ende mit dem Gewinde (25) ausgebildet ist, welches mit dem Gegengewinde (26) an dem jeweils anderen Kabelschuh (13) verschraubbar ist.
Luft- oder Raumfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Vorrichtung (10) die Halteeinrichtung als eine konische Verjüngung (27) des Durchmessers der Hlülse (24) ausgebildet ist, welche mit einer konischen Verjüngung (28) des Durchmessers des ersten oder zweiten Kabelschuhs (13) für einen Reibschluss zwischen der Hülse (24) und dem ersten oder zweiten Kabelschuh (14) in Eingriff bringbar ist.
Luft- oder Raumfahrzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Vorrichtung (10) das Gewinde (25) an der Hülse (24) als ein Innengewinde und das Gegengewinde (26) an dem ersten oder zweiten Kabelschuh (13) als ein Außengewinde ausgebildet ist.
Luft- oder Raumfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der jeweiligen Vorrichtung (10) der erste und/oder zweite Verbindungsabschnitt (15; 16) hülsenartig ausgebildet ist und mittels Quetschens desselben mit dem ersten oder zweiten Kabel (11; 12) verbindbar ist.