DE102004046146B4

DE102004046146B4 - Flugzeug mit einer Lifteinrichtung

Info

Publication number: DE102004046146B4
Application number: DE102004046146A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hubenthal; Jörg Damitz; Florian Windischbauer; Bernd Rössner
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2004-09-23
Filing date: 2004-09-23
Publication date: 2008-01-03
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: US20070215754A1; DE102004046146A1; US7318566B2; ATE521534T1; EP1642827B1; EP1642827A3; EP1642827A2

Abstract

Lifteinrichtung zur Führung einer Liftkabine in einem Flugzeug, wobei die Liftkabine mehrere Decks im Flugzeug bedient und zumindest Stehhöhe für Personen aufweist, an einer innerhalb des Flugzeugrumpfes gelagerten Führungsstruktur mittels eines Liftantriebs verfahrbar und durch eine Öffnung an der Rumpfunterseite zum Rollfeld hinabführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Liftkabine (21) an der Führungsstruktur (3) mittels eines oberhalb der Liftkabinendecke (23) angebrachten Laufwagens (24) angeordnet ist, wobei die Liftkabine (21) an dem Laufwagen (24) mittels Verbindungselementen (57) befestigt ist und zusammen mit dem Laufwagen (24) nach der Montage während des Liftbetriebs eine strukturelle Einheit bildet, und der Laufwagen (24) über Führungselemente (25) in Wirkverbindung mit Profilschienen (31) der Führungsstruktur (3) steht und in der untersten Liftposition der die Führungselemente (25) tragende Teil des Laufwagens (24) im Rumpf (1) verbleibt, während die Liftkabine (21) gänzlich aus dem Rumpf (1) herausgefahren ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lifteinrichtung zur Führung einer Liftkabine in einem Flugzeug, wobei der Lift mehrere Decks im Flugzeug bedient und durch eine Öffnung an der Rumpfunterseite zum Rollfeld hinabfahren kann.
Im Zuge der ständigen Zunahme des Luftverkehrs kommen vermehrt Flugzeuge mit Zweideckkabinen zur Anwendung. Die Verwendung von bordeigenen Liften zum Transport von Lasten zwischen den Decks in derartigen Flugzeugen ist beispielsweise aus WO 00/30422 A2 bekannt. Außerdem ist es bei solchen Flugzeugen wünschenswert, dass der Lift auch eine weitere untere Ebene anfahren kann und die Rollfeldebene bedient. Dabei ist aus diesem Dokument zur Absenkung einer kistenförmigen Nutzlast eine Hubschere vorgesehen, welche direkt an der Nutzlast angreift. Mit einer solchen Einrichtung ist der Personentransport nicht möglich. Eine weitere erwähnte Lösung beinhaltet eine teleskopartige Vorrichtung, wobei ein zusätzlicher Schlitten mit eigenem. Antrieb nach unten ausfährt und den Transportkorb mit Nutzlast absenkt bzw. nach oben mitnimmt. Der zusätzliche Schlitten mit Antrieb erhöht die Komplexität erheblich, was die Wartung und das Gewicht der Lifteinrichtung beeinträchtigt.
Bei Vorhandensein eines bodengängigen Lifts ist neben der Beförderung von Nutzlasten auch eine Personenbeförderung vom Boden direkt auf das jeweilige Kabinendeck wünschenswert, wozu die üblichen Geräte zur Beschickung des Frachtraums kaum geeignet sind.
In der US 4,653,707 A wird ein bordseitiger Lift vorgeschlagen, bei dem verschiedene Decks im Flugzeug und auch die Rollfeld-Ebene bedient werden. Die Liftkabine tritt durch eine Öffnung am Rumpf nach unten aus und nimmt Personen oder Güter auf. Die Konstruktion besteht aus einem im Flugzeug befestigten Führungsschacht, der die eigentliche Kabine allseitig umschließt. Der Schacht muss aufgrund der Führungsfunktion zumindest die Höhe bis zum Boden. überwinden. Da der Schacht als kräfteübertragenes Strukturelement die Kabine völlig umschließt, ist auch ein großes Gewicht zu erwarten. Darüber hinaus ist der Antrieb mittels Seilen und Umlenkrollen aufwendig und wartungsintensiv.
DE 102 04 892 A1 beschreibt eine Fördereinrichtung für den Vertikaltransport von Verpflegungsbehältnissen (Trolleys), die mittels eines Liftschlittens mit Greif- und Koppelelementen von oben einen Trolley greifen können und somit der Transport eines Trolleys von einem Unterflurfrachtraum in eine Passagierkabine ermöglichen (oder umgekehrt). Am Trolley sind hierfür Greif- und Koppelelemente vorhanden, die für den Transportvorgang des Vertikaltransportes in Wirkverbindung mit dem Liftschlitten treten müssen und eine gesicherte Verbindung in z-Richtung erzielen. Nach dem Transportvorgang wird diese Verbindung wieder gelöst. Ein An- und Abkopplungsvorgang des Trolleys von dem Liftschlitten ist auf jeden Fall notwendig.
Aus DE 199 56 403 A1 ist eine flugzeugbordseitige Lifteinrichtung bekannt, die das Absenken einer Liftkabine innerhalb eines Liftschachtes durch den Flugzeugrumpf hindurch auf den Boden ermöglicht. Auch hier ist durch die Nutzung eines Liftschachtes ein hohes Gewicht zu erwarten. Der für das Absenken genutzte Teleskopantrieb verfährt ebenfalls außerhalb des Flugzeugrumpfes, um eine entsprechende Absenkung der Liftkabine zu ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen bordeigenen Lift in einem Flugzeug zu gestalten, der eine bodenseitige Absenkung ermöglicht und insbesondere eine gewichtsminimierende, wartungsarme sowie von Rumpfdeformationen unabhängige Ausgestaltung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Es ist insbesondere von Vorteil, dass die erfindungsgemäße Lösung hinsichtlich der Möglichkeit eines bodengängigen Liftes zum Lasten- und Personentransport eine kompakte Bauweise sowie eine geringe Komplexität aufweist, wobei in einer vorteilhaften Ausführung Teleskopsysteme und Seilzüge vermieden werden. Aufgrund der besonderen Art der Führung der Liftkabine ist eine Leichtbauweise mit einer ausreichenden Stabilität erreicht. Die erfindungsgemäße Lifteinrichtung ist somit einfacher und leichter als bisher bekannte Lifteinrichtungen.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 12 angegeben. Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Es zeigen:
1 einen Längsschnitt durch einen Flugzeugrumpf mit einer Lifteinrichtung,
2 einen Querschnitt durch den Flugzeugrumpf mit einer Lifteinrichtung
3 einen Schnitt in der Vertikalebene des unteren Liftbereichs
4 einen Schnitt in der Horizontalebene des unteren Liftbereichs
In der 1 ist ein Längsschnitt durch einen Flugzeugrumpf 1 mit einer Lifteinrichtung 2 dargestellt. Der Rumpf 1 besitzt drei Ebenen, nämlich einen Frachtraumboden 11, ein Hauptdeck 12 und ein Oberdeck 13. Wie gezeigt, lässt sich eine Liftkabine 21 bis zum Rollfeld 4 absenken, so dass eine Benutzung mittels einer kleinen Rampe 22 auch für Personen im Rollstuhl möglich ist. Die Liftkabine 21 verfährt mittels eines an der Kabinendecke 23 angebrachten Laufwagens 24 in einer Führungsstruktur 3. Aus Montage- und Herstellungsgründen ist der Laufwagen 24 lösbar mit Verbindungselementen 57 (siehe 3ff) an der Liftkabinendecke 23 befestigt. Wenn die Liftkabine 21 in die unterste Position verfährt, befinden sich Führungselemente 25 des Laufwagens 24 vollständig innerhalb von Profilschienen 31 im Rumpf 1, während die Kabine 21 gänzlich im Freien ist. Durch diese Anordnung von Führungsstruktur 3 und Liftkabine 21 mit aufgesetztem Laufwagen 24 ergibt sich die Möglichkeit, die Höhe der Kabine 21 nur so hoch wie für Personen nötig auszubilden, wobei die eigentliche Führung des in einer Leichtbauweise konzipierten Laufwagens 24 mittels der Führungselemente 25 erfolgt. Die Zeichnung gibt in etwa die relativen Größenverhältnisse eines Doppelstock-Großflugzeuges wieder mit dem Maß H, welches ca. 2m beträgt. Die Höhe des Laufwagens 24 richtet sich nach dem Abstand der oberen und unteren Führungselemente 25, der so bemessen ist, dass in der obersten Liftposition 21' noch genügend Sicherheitsabstand zur Rumpfschale 1 verbleibt. Der Abstand der Führungselemente 25 ist dabei immer noch so groß, dass das an den Elementen 25 wirkende Kräftepaar aus dem Kippmoment der Kabine 21 unkritisch ist, wenn die Kabine 21 aus dem Rumpf 1 herausfährt. Da im Flug zum Unterschied zur Bodenabfertigung auch Querkräfte auftreten, sind bedarfsweise Zusatzführungselemente 26 vorgesehen, welche beim Austritt aus dem Rumpf 1 die Führungsstruktur 3 verlas sen. Beim Wiedereintritt in den Rumpf 1 übernehmen die Elemente 26 somit eine zusätzliche Führung, wodurch die Kabine 21 beim Verfahren innerhalb des Rumpfes 1 auf einer breiteren Basis aufliegt und ein etwaiges Anschlagen an den Liftschacht 27 vor allem während Flugmanöver unterbunden wird. Die Führungsstruktur 3 besteht aus zwei Profilschienen 31, in denen die Führungselemente 25, 26 laufen bzw. gleiten. Die Schienen 31 sind miteinander starr verbunden und bilden als Führungsstruktur 3 die Basis für die Kabinenbewegung des Liftes. Die Struktur 3 kann in vorteilhafter Weise als torsionssteifer Kasten ausgebildet sein (vgl. 4). Zur Sicherstellung eines von Rumpfdeformationen unbeeinflussten Liftbetriebs ist die Führungsstruktur 3 über ein Festlager 14 und über ein Loslager 15 am Rumpf 1 statisch bestimmt aufgelagert. Das Festlager 14 nimmt Kräfte in x, y, z-Richtung auf, während das Loslager 15 nur Kräften in der xy-Ebene entgegenwirkt. So ist der Liftschacht 27 lediglich Verkleidung und kann wegen der Kräftefreiheit relativ leicht gebaut werden. Der Liftantrieb erfolgt über geräuscharme Zahnriemen 55, welche am Laufwagen 24 angekoppelt sind (genauere Beschreibung zu 3 und 4).
2 zeigt den Querschnitt durch den Flugzeugrumpf 1 und der Lifteinrichtung 2 korrespondierend zu 1. An der Rumpfunterseite ist eine Klappe 16 vorgesehen zur Gewährleistung des Liftaustritts bzw. von Druckdichtigkeit im geschlossenen Zustand. Der Liftschacht 27 ist hier außermittig direkt neben einem Gang eingebaut, was Vorteile beim Liftzugang und bei der Sitzanordnung bringt; ein mittiger Einbau ist jedoch genauso möglich. Der Schacht 27 besitzt auf jedem Deck Türen 28; diejenige im Frachtbereich ist jedoch vorzugsweise von geringerer Höhe.
3 zeigt schematisch im Schnitt eine Seitenansicht des unteren Liftbereichs mit den Hauptbauteilen Profilschienen 31, Laufwagen 24, Liftkabine 21, Festlager 14 und Antrieb 5. Der Antriebsmotor 51 mit angeflanschter Kupplungs-Bremseinheit 52 sitzt auf einem Lagerbock 53, welcher direkt mit der Führungsstruktur 3 verbunden ist. Das heißt, der Antrieb 5 bildet mit der Führungsstruktur 3 eine Einheit und bleibt so von Deformationen der Rumpfzelle unbeeinflusst. Über in 3 nicht weiter beschriebene Antriebselemente und zwei Antriebsräder 54, welche jeweils seitlich an der Struktur 3 angebracht sind, werden zwei Zahnriemen 55 angetrieben. Diese ha ben oben im Rumpf 1 Umlenkrollen, womit die Riemenspannung justiert werden kann. Die beiden Zahnriemen 55 sind über Kopplungselemente 56 mit dem Laufwagen 24 verbunden. Da die Führungselemente 25 die Querkräfte bzw. das Kräftepaar aus dem Kabinenmoment aufnehmen, wirken auf die Zahnriemen 55 bei den Kopplungselementen 56 lediglich Längskräfte in z-Richtung. Die Führungselemente 25 sind in der Zeichnung als Rollenpaare dargestellt; es kommen jedoch auch andere Lösungen, wie beispielsweise Gleitschuhe aus Kunststoff in Frage. Der Laufwagen 24 ist mit Schrauben 57 o.ä. an die Kabinendecke 28 angeflanscht, so dass eine Trennung zwecks Demontage für Wartungszwecke ohne weiteres möglich ist. Dann kann auch der Laufwagen 24 über die Kopplungselemente 56 von den Zahnriemen 55 gelöst werden und diese bei Bedarf ausgewechselt werden. Die Montage der Zahnriemen 55 ist insofern leicht möglich, da sie außerhalb der Führungsstruktur 3 angeordnet sind. Das Festlager 14 kann bedarfsweise auch kardanisch ausgebildet sein. In der Zeichnung ist dies durch eine zusätzliche Drehachse 17 dargestellt. Die auf die Führungsstruktur 3 wirkenden Kräfte werden so zum Teil von den Holmen der Flugzeugstruktur, beispielsweise des Frachtraumbodens 11 aufgenommen. Die restlichen Kräfte setzen sich auf das weiter oben befindliche Loslager 15 ab. Zum besseren Einfädeln der Zusatzführungselemente 26 beim Hochfahren der Kabine 21 sind die Profilschienen 31 am unteren Ende etwas konisch ausgeführt, was hier als schräger Profilansatz 33 bezeichnet wird.
Selbstverständlich kommen auch andere Antriebslösungen als die beschriebene für den Antrieb der Zahnriemen 55 infrage. Zum Beispiel könnten die einzelnen Antriebselemente direkt an die Führungsstruktur 3 ohne Lagerbock 53 angeflanscht sein, wobei die Verbindungswelle 510 unter Umständen innerhalb der Profilschienen 31 zu liegen käme. Dann allerdings müssten die unten liegenden Führungselemente 25 (in der Zeichnung Laufrollen) am Laufwagen 24 höher rücken.
4 stellt einen Schnitt von 3 im Grundriss dar. Der Liftschacht 27 umhüllt die Liftkabine 21, ohne dass eine Berührung stattfindet. Da sämtliche Kräfte aus der Liftbewegung von der Führungsstruktur 3 bzw. den Profilschienen 31 aufgenommen werden, kann der Liftschacht 27 lediglich als leichte Verkleidung ausgebildet sein. Die Profilschienen 31 bilden gemeinsam mit Stegen 32 und Deckblechen 34 die in tegrale Führungsstruktur 3. In den Profilschienen 31 bewegen sich die Führungselemente 25, welche hier als Laufrollen dargestellt sind. Diese sind am Laufwagen 24 angelenkt, welcher vorzugsweise aus Leichtmetall oder Kunststoff besteht und das Gewicht der gesamten Kabineneinheit nur unwesentlich erhöht. Die Zahnriemen 55 sind hier seitlich von der Führungsstruktur 3 angeordnet, was die Montage erleichtert. Die Verbindung zum Laufwagen 24 erfolgt über Kopplungselemente 56. Der Antriebsmotor 51 wirkt über eine Kupplungs-Bremseinheit 52 beispielsweise über einen Antriebsriemen 58 auf ein Zahnradvorgelege 59, das ein Antriebsrad 54 bewegt. Das Vorgelege 59 gewährleistet den Antrieb des gegenüberliegenden Zahnriemens 55 mittels der Verbindungswelle 510. Sämtliche Antriebseinheiten und -wellen sind am Lagerbock 53 befestigt, der wiederum mit der Führungsstruktur 3 verschraubt ist. Somit ist gewährleistet, dass der Liftbetrieb unabhängig von den im Flug auftretenden elastischen Verformungen des Rumpfes 1 erfolgen kann.
Der hier dargestellte Antriebsstrang Motor 51 bis zum Vorgelege 59 ist je nach Anforderung beispielsweise als selbsthemmendes Getriebe oder auch in einer anderen Ausführung realisierbar. Auch ist es ohne weiteres möglich, die Zahnriemen 55 auf eine andere Art anzuordnen, beispielsweise dass eine Hälfte der Riemen innen in der Führungsstruktur 3 verläuft, während die andere Hälfte außerhalb über die Kopplungselemente 56 mit dem Laufwagen 24 in Verbindung steht. Diese Lösung baut kompakter, jedoch ist der Riemeneinbau und –ausbau in der Montage aufwändiger, was aber bei langen Austauschintervallen in Kauf genommen werden kann, wenn aufgrund der Platzverhältnisse eine derartige Lösung bevorzugt würde.

1: Flugzeugrumpf
11: Frachtraumboden
12: Hauptdeck
13: Oberdeck
14: Festlager
15: Loslager
16: Rumpfklappe
17: Drehachse
2: Lift
21: Kabine, 21' – oberste Position
22: Rampe
23: Liftkabinendecke
24: Laufwagen
25: Führungselemente
26: Zusatzführungselemente
27: Liftschacht
28: Schachtür
3: Führungsstruktur
31: Profilschienen
32: Verbindungsstege
33: schräger Profilansatz
34: Deckbleche
4: Rollfeld
5: Antriebsblock
51: Antriebsmotor
52: Kupplungs-Bremseinheit
53: Lagerbock
54: Antriebsrad
55: Zahnriemen
56: Kopplungselement
57: Verbindungselemente
58: Antriebsriemen
59: Zahnradvorgelege
510: Verbindungswelle
H: Größenmaß = etwa 2 m

Claims

Lifteinrichtung zur Führung einer Liftkabine in einem Flugzeug, wobei die Liftkabine mehrere Decks im Flugzeug bedient und zumindest Stehhöhe für Personen aufweist, an einer innerhalb des Flugzeugrumpfes gelagerten Führungsstruktur mittels eines Liftantriebs verfahrbar und durch eine Öffnung an der Rumpfunterseite zum Rollfeld hinabführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Liftkabine (21) an der Führungsstruktur (3) mittels eines oberhalb der Liftkabinendecke (23) angebrachten Laufwagens (24) angeordnet ist, wobei die Liftkabine (21) an dem Laufwagen (24) mittels Verbindungselementen (57) befestigt ist und zusammen mit dem Laufwagen (24) nach der Montage während des Liftbetriebs eine strukturelle Einheit bildet, und der Laufwagen (24) über Führungselemente (25) in Wirkverbindung mit Profilschienen (31) der Führungsstruktur (3) steht und in der untersten Liftposition der die Führungselemente (25) tragende Teil des Laufwagens (24) im Rumpf (1) verbleibt, während die Liftkabine (21) gänzlich aus dem Rumpf (1) herausgefahren ist.
Lifteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Liftkabine (21) Zusatzführungselemente (26) angebracht sind, welche über einen schrägen Profilansatz (33) aus der untersten Liftposition bei der Bewegung nach oben in die Profilschienen (31) einführbar sind.
Lifteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (25, 26) als Laufrollen oder Gleitkörper ausgebildet sind.
Lifteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufwagen (24) aus Leichtmetall oder faserverstärktem Kunststoff besteht und lösbar mit der Kabinendecke (23) mittels der Verbindungselemente (57) montiert ist.
Lifteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Laufwagen (24) in Wirkverbindung stehende Liftantrieb (5) als Zahnriemenantrieb (55) ausgebildet ist.
Lifteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Laufwagen (24) über Kopplungselemente (56) in Wirkverbindung stehenden Zahnriemen (55) außerhalb der Führungsstruktur (3) angeordnet sind.
Lifteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Laufwagen (24) in Wirkverbindung stehenden Zahnriemen (55) dergestalt teilweise innerhalb der Führungsstruktur (3) angeordnet sind, dass je eine Hälfte der umlaufenden Zahnriemen (55) innerhalb der Führungsstruktur (3) verlaufen, während die andere Hälfte außen mit dem Laufwagen (24) über die Kopplungselemente (56) verbunden sind.
Lifteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Liftkabine (21) sich innerhalb eines Liftschachtes (27) befindet, wobei eine berührungslose Führung der Liftkabine (21) innerhalb des Liftschachtes (27) vorgesehen ist.
Lifteinrichtung nach Anspruche 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Liftschacht (27) aus Leichtbauelementen gefertigt ist.
Lifteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstruktur (3) mittels der Bauteile Profilschienen (31), Verbin dungsstege (32) und Deckbleche (34) als verwindungs- und biegesteifer Torsionskasten ausgebildet ist.
Lifteinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Liftantrieb (5) einen Antriebsmotor (51), eine Kupplungs-Bremseinheit (52) sowie Übertragungsmittel (58, 59, 510) zum Antriebsrad (54) aufweist, welches einen der Zahnriemen (55) antreibt.
Lifteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Liftantrieb (5) an die Führungsstruktur (3) montiert ist.