-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Befestigung von Kabinenbauteilen im Bereich von sich gegenüber einem horizontalen Kabinenboden in vertikaler Richtung erstreckenden Seitenwänden einer Flugzeugstruktur, insbesondere der Flugzeugstruktur eines Verkehrsflugzeugs sowie eine mit einer solchen Vorrichtung ausgestattete Flugzeugstruktur.
-
Bei Flugzeugen, wie bspw. Verkehrsflugzeugen, ist die Kabine - also die Passagierkabine, der Frachtraum und/oder das Cockpit - im Wesentlichen durch die Flugzeugstruktur bzw. den Flugzeugrumpf gebildet, welche zusammen mit dem Kabinenboden die Kabine auf die von der Struktur vergebene Form begrenzt. Der Kabinenboden kann dabei integraler Bestandteil der Flugzeugstruktur oder als separate Baugruppe mit dieser fest verbunden sein.
-
Sämtliche Ausstattung der Kabine ist fest an der Flugzeugstruktur angebunden, damit die Kabinenausstattung sowohl bei den während eines Flugs auftretenden als auch bei bspw. in der Verordnung 14 CFR §29.561ff. für den Fall einer Notlandung festgelegten Belastungen ortsfest in der Kabine verbleibt. Die Flugzeugstruktur verfügt dazu über definierte Anbindungspunkte, an denen die Kabinenausstattung zu befestigen ist.
-
In einer Passagierkabine gehören zur Kabinenausstattung neben den Passagiersitzen bspw. auch die Gepäckablagefächer über den Sitzen, die Wandverkleidung inkl. darin evtl. integrierter Sonnenblenden, sowie jegliche für die Kabinenausstattung erforderlichen Kabel- und Lüftungsstränge. Zur Befestigung insbesondere der Passagiersitze sind am Kabinenboden regelmäßig Sitzschienen vorgesehen, die an vorgegebenen Anbindungspunkten fest mit dem Kabinenboden bzw. der Flugzeugstruktur verbunden sind und ein variables Befestigen von Passagiersitzen daran ermöglichen. Für die Gepäckablagefächer, die Wandverkleidung und Kabel- und Lüftungsstränge sind an der Flugzeugstruktur, häufig an den Spanten des Flugzeugrumpfes, definierte Anbindungspunkte vorgesehen. Dabei wiederholen sich diese Anbindungspunkte in der Regel zumindest in Bereichen eines gleichbleibenden Rumpfquerschnitts in Längsrichtung des Flugzeugrumpfes in gleichmäßigen Abständen, was die Verwendung von standardisierten Baugruppen insbesondere umfassend Gepäckfächer und/oder Wandverkleidungen ermöglicht.
-
Während die an der Flugzeugstruktur bzw. dem Kabinenboden unmittelbar vom Hersteller vorgesehenen Anbindungspunkte grundsätzlich ausreichen, um die Flugzeugkabine gemäß dem ursprünglich vorgesehenen Einsatzzweck eines Flugzeuges auszustatten, sind die Anbindungspunkte für eine Kabinenausstattung für einen davon abweichenden Einsatzzweck regelmäßig nicht optimal. Soll bspw. ein für den kommerziellen Passagiertransport ausgebildetes Verkehrsflugzeug zu einem sog. VIP-Flugzeug mit individueller Kabinenausstattung (wie z. B. ein Regierungsflugzeug) oder zu einem Lazarettflugzeug umgestaltet werden, so sind die für die Ausgestaltung der Flugzeugkabine als typische Passagierkabine vorgesehenen Anbindungspunkte für die Kabinenausstattung aufgrund ihrer jeweiligen, auf die Ausstattung einer Passagierkabine ausgerichtete Position häufig wenig geeignet.
-
Im Stand der Technik ist es bekannt, bei entsprechender Umwidmung eines Flugzeuges und der damit einhergehenden Umgestaltung der Kabine zusätzliche Anbindungspunkte in die Flugzeugstruktur einzubringen, die eine Befestigung der gewünschten Kabinenausstattung daran ermöglicht. Nachteilig an diesem Stand der Technik ist, dass das Vorsehen zusätzlicher bzw. alternativer Anbindungspunkte nicht in jedem Fall zumindest an der jeweils gewünschten Position möglich ist und weiterhin häufig einer aufwendigen Zulassung durch die zuständigen Aufsichtsbehörden bedarf.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur Befestigung von Kabinenbauteilen im Bereich von sich gegenüber einem horizontalen Kabinenboden in vertikaler Richtung erstreckenden Seitenwänden einer Flugzeugstruktur, insbesondere der Flugzeugstruktur eines Verkehrsflugzeugs, zu schaffen, bei der die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht mehr oder nur noch in vermindertem Umfang auftreten.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch sowie eine Flugzeugstruktur gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Befestigung von Kabinenbauteilen im Bereich von sich gegenüber einem horizontalen Kabinenboden in vertikaler Richtung erstreckenden Seitenwänden einer Flugzeugstruktur, umfassend eine Substruktur aus
- - wenigstens zwei vertikal an einer Seitenwand einer Flugzeugstruktur anordnenbaren Trägern, die in horizontaler Richtung beabstandet jeweils zur Befestigung an wenigstens zwei voneinander in vertikaler Richtung beabstandet angeordneten definierten Anbindungspunkten der Flugzeugstruktur im Bereich der Seitenwand ausgebildet sind, und
- - wenigstens einem die Träger in horizontaler Richtung verbindenden Panel, welches zur Verbindung mit den jeweils durch das Panel verbundenen Trägern an zwei in vertikaler Richtung voneinander beabstandeten Verbindungspunkten ausgebildet ist,
wobei sowohl die wenigstens zwei Träger als auch das wenigstens eine Panel zur Befestigung von Kabinenbauteilen daran ausgebildet sind.
-
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Flugzeugstruktur umfassend einen horizontalen Kabinenboden und sich demgegenüber in vertikaler Richtung erstreckende Seitenwände, wobei im Bereich der Seitenwand Anbindungspunkte vorgesehen sind, an die eine erfindungsgemäße Vorrichtung angebunden ist.
-
Im Kontext der vorliegenden Erfindung beziehen sich die Angaben „horizontal“ und „vertikal“ auf eine Flugzeugkabine bzw. eine darin ordnungsgemäß an der Flugzeugstruktur angeordnete erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der Kabinenboden als horizontal angenommen wird und von dem aus sich folglich die Seitenwände der Kabine in vertikaler Richtung erstrecken.
-
Gegenstand der Erfindung ist es, eine auf die Gegebenheiten einer Flugzeugkabine ausgerichtete Substruktur zu schaffen, die einerseits an vorhandenen Anbindungspunkten der Flugzeugstruktur befestigt werden kann, andererseits eine flexible Befestigung von Kabinenbauteilen im Bereich der Seitenwand eines Flugzeuges ermöglicht. Dabei ist die Substruktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart reduziert, dass die dadurch entstehenden Nachteile durch die Vorteile mehr als ausgeglichen werden. Dem Nachteil des zusätzlichen Gewichts durch die Substruktur, der bei den üblichen Vorbehalten im Flugzeugbau besonders ins Gewicht fällt, da die Substruktur keine über die Schaffung einer Verbindung von Bauteilen mit der Flugzeugstruktur hinausgehende Funktion, wie bspw. die Versteifung der Flugzeugstruktur o. Ä, aufweist, steht der Vorteil der flexiblen Befestigung von Kabinenbauteilen an der Substruktur, ohne das hierfür ggf. neue, zulassungspflichtige Anbindungspunkte an der Flugzeugstruktur geschaffen werden müssten, entgegen. Die genannten Vorteile ergeben sich sowohl bei Flugzeugen mit einer „klassischen“ Leichtmetallstruktur als auch insbesondere bei Flugzeugen, bei denen wenigstens Teile der Flugzeugstruktur aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt sind. Insbesondere bei aus Faserverbundwerkstoffen hergestellten Strukturbauteilen lassen sich nämlich in der Regel nur mit erheblichem Aufwand neue Anbindungspunkte schaffen. Weiterhin lässt sich der grundsätzliche Nachteil des zusätzlichen Gewichts durch die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Leichtbau der Vorrichtung und/oder einem gezielten Vorsehen der Vorrichtung nur in Bereichen der Flugzeugstruktur, wo tatsächlich Kabinenbauteile befestigt werden sollen, mindern.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich trotz der geringen Zahl der erforderlichen Anbindungspunkte durch eine ausreichend gute Steifigkeit im an der Flugzeugstruktur befestigten Zustand auf. Diese Steifigkeit wird insbesondere durch die jeweils zwei in vertikaler Richtung voneinander beabstandeten Verbindungspunkte zwischen den jeweiligen Träger und einem, die Träger in horizontaler Richtung verbindende Panel erreicht.
-
Dabei hat sich als vorteilhaft und daher bevorzugt herausgestellt, wenn die Träger im vertikal an einer Flugzeugstruktur befestigten Zustand in einem von dem Kabinenboden entfernten Bereich zur Verbindung mit dem Panel ausgebildet sind. In dem fraglichen Bereich, der häufig oberhalb der Fenster in der Seitenwand verläuft, werden üblicherweise elektrische Leitungen sowie Leitungen für die Belüftung verlegt, die sich dann an dem Panel in geringeren Abständen fixieren lassen, als bei Anbindung allein an den Trägern der Vorrichtung möglich wäre.
-
Es ist bevorzugt, wenn jeder Träger ein Befestigungselement zur Befestigung an einer am Kabinenboden verlaufenden Sitzschiene und/oder ein Befestigungselement zur Befestigung an einer unteren Halterung für Gepäckablagefächer umfasst. Bei den Befestigungselementen kann es sich vorzugsweise um standardisierte Befestigungsklammern handeln, wie sie zur Befestigung von den Komponenten, für welche die Anbindungspunkte originär vorgesehen sind, verwendet werden. Bei den durch die Sitzschiene und die Halterung für Gepäckablagefläche gebildeten Anbindungspunkten seitens der Flugzeugstruktur handelt es sich in der Regel um sich in horizontaler Richtung der Flugzeugkabine regelmäßig und in gleichen Abständen wiederholende Anbindungspunkte, sodass die Träger und Panels der Vorrichtung unabhängig von ihrer letztendlichen Einbauposition innerhalb einer Flugzeugkabine standardisiert ausgeführt werden können.
-
Es ist grundsätzlich möglich, ausgehend von definierten Anbindungspunkten der Flugzeugstruktur Querverstrebungen für ein die Träger verbindendes Paneel vorzusehen. Durch eine entsprechende Querverstrebung kann das Paneel zusätzliche abgestützt und so versteift werden. Die Querverstrebungen sind dabei so zu wählen, dass dadurch keine, eine aufwendige Zulassung erforderlich machende Versteifung der Flugzeugstruktur auftritt.
-
Es ist bevorzugt, wenn die Befestigungselemente wenigstens teilweise schwingungsentkoppelnd ausgebildet sind. Durch eine entsprechende Ausgestaltung kann die Übertragung von Schwingungen insbesondere von der Flugzeugstruktur auf die erfindungsgemäße Vorrichtung reduziert werden. Die Befestigungselemente können dazu insbesondere Grommets umfassen.
-
Regelmäßig ist die Sitzschiene am Kabinenboden, an welcher ein Träger einer erfindungsgemäßen Vorrichtung befestigt werden kann, von der Seitenwand der Flugzeugstruktur beabstandet angeordnet
-
Es ist bevorzugt, wenn jeder Träger eine an die Formgebung der Seitenwand einer Flugzeugstruktur angepasste Form aufweist. Besonders bevorzugt weisen die Träger also eine der Seitenwand angepasste Krümmung auf. Alternativ oder zusätzlich kann jeder Träger einen C-förmigen Querschnitt aufweisen, der zur Seitenwand hin geöffnet und vorzugsweise zur teilweisen Aufnahme von an der Seitenwand verlaufenden Spanten ausgebildet ist. Durch diese Maßnahmen kann sichergestellt werden, dass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung eng an die Seitenwand anschmiegt und so das Nutzvolumen der Flugzeugkabine praktisch nicht beeinträchtigt wird.
-
Vorzugsweise ist jeder Träger mit einem Lochmuster zur Befestigung von Kabinenabteilen und/oder eines Panels daran versehen, wobei das Lochmuster vorzugsweise einem Rechteck-Raster entspricht und/oder sich über sämtliche Gurte und/oder Stege des Profils des Trägers erstreckt. Indem die Träger ein entsprechendes Lochmuster aufweisen, sind sie flexibel für unterschiedliche Anwendungsfälle verwendbar, ohne dass sie dabei jeweils für bestimmte Kabinenbauteilen angepasst werden müssten. Im Falle eines Rechteck-Lochmusters beträgt der Lochabstand vorzugsweise 1 Zoll bzw. 2,54 cm.
-
Es ist bevorzugt, wenn das wenigstens eine Panel als Sandwich-Platte ausgebildet ist. Dadurch kann ein geringes Gewicht bei gleichzeitig hoher Steifigkeit des Panels erreicht werden. Außerdem eignet sich ein entsprechend ausgestaltetes Panel zur variablen Befestigung von Kabinenbauteilen daran. Das Panel, insbesondere wenn es nicht als Sandwich-Platte ausgestaltet ist, kann ebenfalls mit einem Lochmuster vergleichbar dem bevorzugten Lochmuster der Träger versehen sein.
-
Es ist bevorzugt, wenn die Substruktur wenigstens drei vertikale Träger aufweist, die durch wenigstens ein gemeinsames Panel verbunden sind. Dabei sind die Verbindungspunkte des wenigstens einen Panels vorzugsweise derart ausgebildet, dass die Abstände zweier jeweils benachbarter, damit verbundener Träger gleich ist. Eine entsprechend ausgestaltete Vorrichtung hat sich als besonders steif und variabel einsetzbar erwiesen.
-
Die Erfindung betrifft auch eine Flugzeugstruktur, in der eine erfindungsgemäße Vorrichtung angeordnet, sprich eingebaut ist. Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Flugzeugstruktur und einiger vorteilhafter Weiterbildungen davon wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere für die Verwendung in der Passagierkabine eines Verkehrsflugzeugs, welches bspw. zu einem VIP- oder Lazarettflieger umgewidmet werden soll. Mithilfe der durch die Vorrichtung geschaffenen Substruktur lassen sich die dafür erforderlichen Kabinenbauteile flexibler an der Flugzeugstruktur befestigen, als wenn man ausschließlich auf die Anbindungspunkte der Flugzeugstruktur selbst angewiesen wäre.
-
Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine schematische Teildarstellung einer mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Flugzeugkabine;
- 2a: einen schematischen Querschnitt durch einen Träger gemäß 1;
- 2b: schematische Darstellung des Lochmusters eines Trägers gemäß 1;
- 2c: schematische Darstellung von Ausführungsvarianten eines Trägers gemäß 1;
- 3a: schematische Darstellung eines Befestigungselementes zur Befestigung eines Trägers an einer am Kabinenboden verlaufenden Sitzschiene; und
- 3b: schematische Darstellung eines Befestigungselementes zur Befestigung an einem Anbindungspunkt für die untere Halterung für Gepäckablagefächer.
-
In 1 ist schematisch ein Teil der die Flugzeugkabine 2 bildenden Flugzeugstruktur 1 dargestellt, an der eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 befestigt ist.
-
Die Flugzeugstruktur 1 umfasst im dargestellten Abschnitt eine, im Wesentlichen röhrenförmige, durch Spanten 4 gestützte, druckdichte Außenhülle 3, sowie einen fest an der Außenhülle 3 bzw. den Spanten 4 angebundenen Kabinenboden 5, welche die Flugzeugkabine 2 für die Zwecke der vorliegenden Erläuterungen auf eine Passagierkabine begrenzt. Der Kabinenboden 5 wird in Rahmen der vorliegenden Ausführungen als horizontal betrachtet, womit die Außenhülle 3 im Bereich der Flugzeugkabine 2 u. a. die sich in vertikaler Richtung erstreckende Seitenwände 6 bildet.
-
Am Kabinenboden 5 sind Sitzschienen 7, wie sie zur Befestigung von Passagiersitzen in Verkehrsflugzeugen bekannt sind, angeordnet, von denen lediglich die zur dargestellten Seitenwand 6 nächstliegende Sitzschiene 7 gezeigt ist. An den Spanten 4 der Außenhülle 3 sind vereinzelt Anbindungspunkte zur Befestigung von Kabinenbauteilen daran angeordnet, wie bspw. Anbindungspunkte 8 zur Befestigung der unteren Halterungen für Gepäckablagefächer, wie sie aus Verkehrsflugzeugen bekannt sind, aber auch Anbindungspunkte für Wandverkleidungen (nicht dargestellt) etc.
-
In dem dargestellten Bereich der Flugzeugstruktur 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 angeordnet. Bei der Vorrichtung 10 handelt es sich um eine an der Flugzeugstruktur 1 befestigte Substruktur 11 umfassend vertikal gegenüber dem Kabinenboden 5 verlaufende Träger 20 und einem die Träger 20 verbindenden Panel 30.
-
Bei den Trägern 20, die in 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur vereinfacht dargestellt sind, handelt es sich um an die Formgebung der Seitenwand 6 (bzw. insbesondere der Spanten 4) der Flugzeugstruktur 1 angepasste Profile mit einem C-förmigen Querschnitt, wie er in 2 dargestellt ist. Das C-förmige Profil ist dabei so ausgerichtet, dass ein Spant 4 der Flugzeugstruktur 1 wenigstens teilweise in das Profil des Trägers 20 aufgenommen werden kann, sodass der Träger 20 gegenüber dem Spant 4 möglichst wenig aufträgt.
-
Aus 2a geht weiterhin hervor, dass die Träger 20 sowohl am Gurt als auch an den Stegen mit Durchgangsbohrungen 22 versehen ist. Diese Durchgangsbohrungen 22, die wie aus der schematischen Darstellung eines Abschnitts des Trägers 21 gemäß 2b ersichtlich Teil eines Lochmusters 21 entsprechend einem Rechteck-Raster sind, dienen der Befestigung von Kabinenbauteilen daran, wie bspw. Wandverkleidungen oder Möbel. Selbstverständlich können die Durchgangsbohrungen 22 auch für die Verbindung mit Befestigungselementen 25,28 und dem Panel 30 genutzt werden, wie sie später beschrieben werden.
-
In 2c sind zwei Ausführungsvarianten eines Trägers 20 dargestellt, wobei die rechte Darstellung einem Träger 20 aus 1 entspricht. Wie sich insbesondere aus der ebenfalls dargestellten alternativen Formgestaltung eines Trägers 20` ergibt, lässt sich ein Träger aber an die jeweilige Form der Flugzeugstruktur 1, für welche die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 vorgesehen ist, angepasst ausgestalten.
-
Zurückkommend auf 1 sind die Träger 20 jeweils an ihrem unteren, dem Kabinenboden 5 nahen Ende mit der dort angeordneten Sitzschiene 7 über ein dafür ausgestaltetes Befestigungselement 25 verbunden. Eine beispielhafte konkrete Ausgestaltung des Befestigungselements 25 ist in 3a schematisch dargestellt. Das Befestigungselement 25 weist in diesem Beispiel eine L-Form auf, wobei der eine Schenkel ein Rechteck-Lochraster 26 zur Verschraubung mit dem entsprechenden Lochraster 21 des Trägers 20 aufweist, während am anderen Schenkel Langlöcher 27 zur Verbindung mit der Sitzschiene 7 vorgesehen sind.
-
In 3b sind weiterhin exemplarisch Grommets 32 dargestellt, über welche das Paneel 30 mit seinen Verbindungspunkten 31 (nicht dargestellt) an dem Träger 20 befestigt werden kann. Bei den Grommets 32 handelt es sich um elastisch verformbare Bauteile, mit der die Übertragung von Schwingungen insbesondere von der Flugzeugstruktur 1 auf das Paneel 30 reduziert werden kann.
-
Am von dem Kabinenboden 5 entfernten Ende der Träger 20, sind diese mithilfe von Befestigungselementen 28 zur Befestigung an jeweils einem Anbindungspunkt 8 für die untere Halterung für Gepäckablagefächer an der Flugzeugstruktur 1 befestigt. Eine mögliche Ausgestaltung entsprechender Befestigungselemente 28 ist schematisch in 3b dargestellt. Das in 3b gezeigte Befestigungselement 28 weist ein Lochmuster 29 auf, an dem grundsätzlich weiterhin Gepäckablagefächer befestigt werden können. In der Hauptsache weist das Befestigungselement 28 aber einen von dem C-Profil des Trägers 20 zu umfassenden Fortsatz auf, an dem der Träger 20 durch Verschraubung im Rahmen des Lochrasters 21 des Trägers 20 befestigt werden kann.
-
Erneut zurückkommend auf 1 sind die - im dargestellten Beispiel - drei Träger 20 der Vorrichtung 10 in einem vom Kabinenboden 5 entfernten Bereich durch ein in horizontaler Richtung ausgerichtetes Panel 30 miteinander verbunden. Das Panel 30 ist dabei an jeweils zwei in vertikaler Richtung voneinander beabstandeten Verbindungspunkten 31 mit jedem der Träger 20 verbunden. Das Panel 30 ist als Sandwich-Platte ausgestaltet und kann - bei Bedarf - ein mit dem Lochmuster der Träger 20 vergleichbares Lochmuster aufweisen; zwingend erforderlich ist dies jedoch nicht.
-
Sowohl die Träger 20 als auch das Panel 30 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 eignen sich zur Befestigung von Kabinenbauteilen daran, ohne dass dabei auf die Lage von Anbindungspunkten 8 oder Ähnliches Rücksicht genommen werden müsste. Vielmehr lassen sich Kabinenbauteile an praktisch beliebiger Position an den Trägern 20 bzw. Panel 30 befestigen.
