安装到机身结构中的结构系统的制作方法

本发明涉及一种安装到飞行器内部的机身结构中的结构系统、一种安装方法以及一种具有至少一个这种结构系统的飞行器。

背景技术：

1、具有机身结构和在机身结构中形成的舱室的商用飞行器通常包括大量安装设备。这种安装设备尤其可以包括舱室立体空间物(monument)、乘客座椅、机上娱乐设备、储物隔室等。例如，头顶储物隔室通常附接至相应的舱室的上部区域中的构架结构。通常，这些头顶储物隔室被分段带入舱室中、依次地安装。通过合适的调整装置来补偿制造引起的尺寸偏差，使得储物隔室形成和谐平直的外观。

2、然而，可能在机身内部中发现另外类型的安装设备(对乘客不可见)，例如地板下(即舱室下方的)区域(例如所谓的三角区域)中的系统设备。三角区域布置在货舱与机身结构之间、在舱室地板的下方，可以示例性地包括多个管道、管以及电线。通常，这些部件依次地设置到飞行器中并且附接至三角区域中的结构元件(比如机身结构、或者货舱的侧向定界)。需要设置和附接专用的固持器，系统部件与直接在机身内部的固持器联接。由于可用的空间是狭窄的，所以这部分的安装是麻烦且费时的。而且，使多个固持器集成到结构元件中需要多个不同的支架、工具以及其他用于有效快速安装的装置。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种用于将部件安装到飞行器的内部结构中的安装系统或类似物，或一种用于将设备部件安装到飞行器的内部结构中的改进方法。

2、该目的通过具有独立权利要求1的特征的结构系统来实现。有利的实施例和进一步的改进可以从从属权利要求和以下描述中获得。

3、提出了一种安装到飞行器内部的机身结构中的结构系统，该系统包括：至少一个第一载体元件；至少一个第二载体元件；至少一个长形的框架元件，该至少一个长形的框架元件具有第一端部和第二端部；至少一个第一附接装置，该至少一个第一附接装置用于将第一载体元件附接至机身结构或附接至与机身结构联接的元件；至少一个第一联接装置，该至少一个第一联接装置安装到第一端部，用于将第一载体元件与至少一个框架元件联接；以及至少一个第二联接转置，该至少一个第二联接装置安装到第二端部，用于将第二载体元件与至少一个框架元件联接，其中，至少一个框架元件适于固持要安装到内部的至少一个部件，其中，至少一个第一载体元件设计用于与至少一个第一联接装置联接，其中，至少一个第二载体元件设计用于与至少一个第二联接装置联接，并且其中，至少一个第一联接装置和至少一个第二联接装置中的一个适于卡入相应的载体元件中、相对于框架元件的相应端部移动、以及相对于框架元件的该相应端部卡制在期望位置。

4、本发明的要点在于提供一种模块结构系统，该模块结构系统能够在飞行器外部将相应的设备部件附接至至少一个、优选地多个长形的框架元件以形成组件，将组件带入飞行器中，并通过合适的载体元件将该组件附接至机身结构。此处，两个载体元件中的一个能够提供简单的卡扣连接，从而允许进一步简化安装过程。组件优选地设计成承载负荷，以形成飞行器的结构的整体部分。

5、第一载体元件可以示例性地为机械部件，该机械部件通过第一附接装置附接至机身结构。长形的框架元件可在第一端部的区域中与第一载体元件联接。该联接可以包括直接或间接的机械连接，并且允许负荷沿至少一个方向、优选地沿至少两个方向、特别地沿三个方向转移。第一附接装置、第一载体元件以及第一联接装置的设计优选地适于优化沿该至少一个方向的负荷转移。可设想，长形的框架元件、第一载体元件以及第一附接装置提供了框架元件与机身结构的可旋转联接。

6、第二载体元件可以具有类似的或不同的设计。第二载体元件能够与框架元件的第二端部联接。通过将第一载体元件与第二载体元件间隔设置，框架元件在至少两个位置处与相应的结构联接，从而提供了框架元件的确定的空间支撑。可再设想，长形的框架元件和第二载体元件提供了框架元件与机身结构的可旋转联接。

7、优选地，多个长形的框架元件通过匹配数量的第一载体元件和第二载体元件安装在机身结构中。框架元件可以彼此间隔开并且彼此平行地对齐。在安装状态下，这些框架元件可以形成简单且平坦的构架(在本文中被称为模块框架)，该构架由多个第一端部形成的第一边缘和多个第二端部形成的第二边缘限定，其中，该第一边缘和该第二边缘优选地彼此平行。两个相反的侧面设置在两个边缘之间。两个侧面中的一个或两个旨在用于固持设备部件。一般来说，模块框架可以提供两个侧边充当用于安装设备部件的接口。

8、长形的框架元件的截面表面可以提供足够的几何惯性矩以承载负荷并固持设备部件。例如，长形的框架元件可以被实现为用于机身结构的所谓的三角区域的内定界的竖直支柱或杆，该三角区域位于舱室地板的径向外部区域的下方、机身蒙皮与货舱之间。第一端部可以包括第一联接装置，而第二端部可以包括第二联接装置。对于预安装具有设备部件的模块框架，长形的框架元件可以通过闭合角连接以在安装后保持在机身结构中，或者长形的框架元件可以临时地被固持在夹具中，直到这些长形的框架元件与载体元件中的至少一个连接。

9、如上所述，优选的是将框架元件以竖直的方式布置在内部结构中，使得由框架元件形成的模块框架的第一边缘和第二边缘与x轴平行延伸，而侧面与x-z平面平行延伸。轴定义指飞行器固定坐标系，其中，x轴是纵向轴线，y轴是侧向轴线，z轴是竖直轴线。第一端部可以置于第二端部的上方。例如，安装时，框架元件以及因此模块框架可以构成货舱的侧向定界。然后侧面中的一个面向三角区域，附接至相应的侧面的设备部件置于三角区域内。在该示例中，第一载体元件可以置于第二载体元件的上方并且可以设计用于接收三个方向上的力。在安装期间，第一载体元件可以临时单独固持框架元件。以下步骤是可行的：通过安装夹具将安装有设备部件的框架元件移动到机身结构的内部，将第一联接装置附接至第一载体元件，以及将夹具从飞行器移除。然后，可以将第二联接装置与第二载体元件联接。仍是上文提及的示例(即，利用若干个竖直布置的框架元件)，随后所有框架元件附接至相应的第一载体元件，而在移除夹具后，所有第二联接装置与相应的第二载体元件联接。

10、由于有制造引起的尺寸偏差，所以可以使相应的联接装置的长度是可变的以沿机身结构的延伸范围补偿第一载体元件与第二载体元件之间的微小的距离偏差。优选的是，该长度可变的特点与卡扣连接元件结合设置。因此，在将第一联接装置与第一载体元件连接后，框架元件以及因此模块框架可以从第一载体元件向下垂挂，第二联接装置可以在不需要夹具并且同时调整第二载体元件相对于第二端部的位置的情况下与第二载体元件联接。

11、当然，模块框架可以以不同方式布置和定向，比如以水平取向或相对于竖直或水平平面倾斜的方式。该模块框架还可以布置成至少在结构的区域中沿y轴延伸。该模块框架的长度延伸范围(即，沿两个边缘)和宽度延伸范围(即，沿两个边缘之间的方向)可以不同。

12、根据本发明的结构系统提供了在飞行器外部预安装设备部件并减少直接安装到飞行器的内部结构中所需的时间的极好方式。同时，负荷承载结构可以在飞行器外部预组装并且以简单的方式与机身结构联接。

13、在该示例性实施例中，第二联接装置包括长形的补偿元件，该长形的补偿元件具有背离至少一个长形的框架元件突出的外端以及内端，其中，长形的补偿元件滑动地支撑在相应的框架元件中，以使外端移动到距第二端部的可变的距离处，并且其中，第一卡扣连接器布置在外端上，该第一卡扣连接器与布置在至少一个第二载体元件中的第二卡扣连接器形状互补。因此，第二联接装置适于卡入相应的载体元件(即，第二载体元件)中。长形的补偿元件可以示例性地实现成杆或辅助梁的形式，该杆或辅助梁优选地具有恒定截面表面，该恒定截面表面至少部分地沿长形的补偿元件的主要延伸方向连续延伸。可设想长形的补偿元件是中空的，以减轻该长形的补偿元件的重量。对于可滑动的支撑，插有补偿元件的相应的框架元件可以包括互补形状的引导件，至少在安装过程中，长形的补偿元件可以在该引导件中自由地滑动。在简单的情况下，引导件可以包括孔或凹部。在下文中进一步解释的修改的实施例中，引导件可以包括用于将长形的补偿元件卡制在期望位置的装置。

14、在有利的实施例中，第一卡扣连接器和第二卡扣连接器中的一个适于在第一相对旋转位置接纳第一卡扣连接器和第二卡扣连接器中的另一个，并且在与第一相对旋转位置不同的至少一个第二相对旋转位置固持第一卡扣连接器和第二卡扣连接器中的另一个。第一卡扣连接器和第二卡扣连接器可相对于彼此旋转。可设想第一卡扣连接器和第二卡扣连接器包括形状互补的插入表面和接纳表面。例如，卡扣连接器中的一个包括插入本体，该插入本体可插入另一卡扣连接器的凹部。两个卡扣连接器的形状设计成使得仅可以在一个或仅几个不同的第一相对旋转位置插入。通过使卡扣连接器相对于彼此旋转，到达第二相对旋转位置。在这些第二相对旋转位置，插入件通过插入本体与凹部接合而被固持在凹部内。例如，凹部包括至少一个底切，插入件的侧向突出部可以被带到该底切中。因此，在相应的第二相对旋转位置，两个卡扣连接器彼此固定。

15、可进一步设想，第一卡扣连接器和第二卡扣连接器可以彼此固定，使得可以防止无意的旋转。这对于避免由于飞行引起的振动而导致的松动是有利的。

16、在有利的实施例中，第二联接装置包括卡制元件(arresting element)，该卡制元件能够相对于第二端部卡制长形的补偿元件。因此，可以固定长形的补偿元件的相对于第二边缘(即，第二端部)的期望位置。保持对公差补偿的调整。

17、在有利的实施例中，卡制元件集成到长形的补偿元件中。例如，长形的补偿元件可以包括侧向突出部，侧向突出部与引导件中的侧向凹部接合，该引导件用于相对于第二端部引导长形的补偿元件。通过使长形的补偿元件旋转，该长形的补偿元件可以与引导件机械地接合以维持该长形的补偿元件的瞬时位置。因此，特别地根据上述具有第一卡扣连接器和第二卡扣连接器的示例，长形的补偿元件在使第一卡扣连接器和第二卡扣连接器连接后被直接卡制。

18、在有利的实施例中，第一载体元件和第二载体元件中的一个包括至少一个轨道，其中，相应的联接装置适于通过该至少一个轨道滑动地支撑，以使长形的框架元件移动到相应的载体元件。至少一个轨道允许将预装配的框架元件插入相应的轨道中并且在不需要安装夹具的情况下将框架元件移动到期望安装位置。

19、在有利的实施例中，相应的联接装置与相应的载体元件可独立于轨道连接，其中，至少一个轨道可在相应的联接装置与相应的载体元件连接后从相应的载体元件移除。因此，当安装框架元件时不再需要进一步简化安装的相应的轨道。移除相应的轨道使得重量减轻。

20、在有利的实施例中，多个相继的框架元件可通过至少一个轮廓部件连接，该至少一个轮廓部件沿多个第一端部或多个第二端部延伸。于是，多个框架元件可以与一个或多个相应的轮廓部件联接，以形成模块框架。

21、在有利的实施例中，第一附接装置可与底侧处的舱室座椅轨道连接或集成，使得至少一个框架元件可置于座椅轨道下方并且可与该座椅轨道联接。座椅轨道通常与飞行器的内部结构中的多个横梁连接，从而形成用于安装框架元件的坚固基部。通过简单地将第一附接装置与座椅轨道结合，可以特别地附接专门用于提供三角区域结构的框架元件。

22、在有利的实施例中，第一联接装置和第二联接装置中的至少一个包括紧固元件，该紧固元件适于穿入至少一个框架元件和相应的联接装置。至少一个框架元件的附接是简单的，不需要钻孔、拧紧以及使用工具。例如，紧固元件可以在插入后闩锁，使得简单的插入动作就足够。例如，紧固元件可以呈球锁销的形式设置。

23、本发明进一步涉及一种用于将结构部件和设备部件安装到飞行器内部的机身结构的方法，该方法包括以下步骤：提供至少一个框架元件，该至少一个框架元件具有第一端部和第二端部；使至少一个部件附接在至少一个框架元件上；使至少一个框架元件移动到机身结构中；使安装到第一端部的至少一个第一联接装置通过至少一个第一附接装置与附接至机身结构的第一载体元件联接；以及使安装到第二端部的至少一个第二联接装置与附接至机身结构的第二载体元件联接，其中，至少一个第一联接装置和至少一个第二联接装置中的一个的联接包括卡入相应的模块载体中、相对于框架元件的相应端部移动、以及相对于框架元件的该相应端部卡制在期望位置。

24、在有利的实施例中，该方法进一步包括：使第二联接装置处的具有背离相应的框架元件突出的外端以及内端的长形的补偿元件滑动，以使外端移动到距第二端部的距离为使得布置在外端上的第一卡扣连接器达到与布置在至少一个第二载体元件中的第二卡扣连接器形状互补；以及将第一卡扣连接器卡入第二卡扣连接器中。

25、本发明进一步涉及一种交通工具，该交通工具包括结构、至少一个部件以及至少一个根据上述描述的安装到机身结构中的结构系统。

26、在有利的实施例，由结构系统的至少一个框架元件固持的至少一个部件包括流体管、管道或电线。

27、在有利的实施例中，该交通工具是飞行器，其中，结构系统适于将至少一个部件布置在飞行器的三角区域中。