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Die
Erfindung betrifft eine Kraftunterstützungsvorrichtung zur Bereitstellung
einer lastabhängigen
Unterstützungskraft.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine solche Kraftunterstützungsvorrichtung
zur Verwendung in Verbindung mit einem absenkbaren Überkopf-Gepäckfach in
einem Passagierflugzeug.
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Absenkbare Überkopf-Gepäckfächer in
Flugzeugen sind bekannt. So beschreibt z.B. die
DE 41 30 644 C2 ein absenkbares Überkopf-Gepäckfach eines
Passagierflugzeuges mit Führungssystemen
in Form von Gelenkvierecken an jeder Seitenwand des Gepäckfaches
und einer Gasdruckfeder für
jedes Führungssystem,
die entsprechend dem Gewicht des Gepäckfaches eine Unterstützungskraft
zum Hochschwenken des Gepäckfachs
liefert. Eine Verstelleinrichtung erfasst während des Beladens das Gewicht
des Gepäckfachs
und wirkt über
eine Verstellverbindung auf den Kraftangriffspunkt der Gasdruckfeder
ein, um eine dem jeweiligen Beladegewicht des Gepäckfaches
entsprechende Einstellung zu erzielen.
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Aus
der
DE 43 35 151 C2 ist
ein absenkbares Überkopf-Gepäckfach bekannt,
welches ebenfalls an seinen beiden Seitenwänden je ein Führungssystem
mit einer zugeordneten Gasfeder aufweist. Die Gasfeder steht mit
einer Unterstützungseinrichtung
in Wirkverbindung, die eine dem Gewicht des Gepäckfaches angepasste Unterstützungskraft für das Hochschwenken
des Gepäckfachs
bereitstellt. Eine Blockiereinrichtung ermöglicht eine Verriegelung der
Unterstützungseinrichtung.
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Die
DE 44 46 772 C1 schließlich beschreibt eine
Vorrichtung zum Führen
eines absenkbaren Überkopf-Gepäckfaches
mit zwei beidseitig an den Seitenwänden des Gepäckfaches
angeordneten Gelenkvierecken und einem Federsystem je Gelenkviereck
zur Unterstützung
der Hochschwenkbewegung des Gepäckfaches.
Eine innerhalb des Gepäckfaches
angeordnete Waageplatte wirkt auf unterhalb der Waageplatte angeordnete
Druckgeber, die ihrerseits über
mindestens eine Verstellverbindung mit einem Verstellzylinder verbunden
sind, der auf eine Verstelleinrichtung zum Verschieben des Kraftangriffspunktes
des Federsystems einwirkt, um ihn in Abhängigkeit vom Gewicht des Gepäckfachs
zu verschieben, so dass ein dem Lastmoment, das aus dem Gewicht
des Gepäckfachs
resultiert, angepasstes entgegenwirkendes Drehmoment bereitgestellt wird.
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Grundsätzlich besteht
bei einem absenkbaren Überkopf-Gepäckfach der
Wunsch, dass die zum Öffnen
und Schließen
des Gepäckfaches
erforderlichen Handkräfte
unabhängig
vom Beladungszustand des Gepäckfachs
zumindest in etwa gleich bleiben und Werte aufweisen, die auch von
einer schwächeren
Person noch ohne weiteres aufgebracht werden können. Die aus dem Stand der
Technik bekannten, diesem Zweck dienenden Vorrichtungen sind relativ kompliziert
aufgebaut und damit potentiell störanfällig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung
anzugeben, die unter anderem dazu geeignet ist, in Verbindung mit
einem absenkbaren Überkopf-Gepäckfach eines
Flugzeuges eine vom Beladungszustand des Gepäckfaches abhängige Unterstützungskraft
bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer
Kraftunterstützungsvorrichtung
gelöst,
die die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Die erfindungsgemäße Kraftunterstützungsvorrichtung
ermöglicht
eine rein mechanische Kontrolle einer Kraftunterstützung ohne
die Notwendigkeit elektrischer oder elektronischer Bauelemente oder
Stellglieder. Gemäß einer
Alternative können
allerdings bei der Verstelleinrichtung und der Lastermittlungseinrichtung
der erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung
elektrische und elektronische Bauelemente zum Einsatz kommen. Die
erfindungsgemäße Kraftunterstützungsvorrichtung
ist kompakt, in ihren wesentlichen Bestandteilen mechanisch aufgebaut
und daher stromunabhängig
zuverlässig
betreibbar sowie darüber
hinaus leicht, was sie besonders für einen Einsatz in Flugzeugen
prädestiniert. Der
Platzbedarf der erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung
wird im Wesentlichen bestimmt durch den Schwenkbereich ihres Tragarmes
und den Schwenkbereich des Schwinghebels. Wird die erfindungsgemäße Kraftunterstützungsvorrichtung
beispielsweise zusammen mit einem absenkbaren Überkopf-Gepäckfach in einem Flugzeug eingesetzt, so
beträgt
gemäß einer
Ausführungsform
der Schwenkbereich des Schwinghebels ca. 45 Grad. Es versteht sich
jedoch, dass kleinere oder größere Schwenkbereiche
vorgesehen werden können,
wenn dies für
einen bestimmten Einsatzfall erforderlich ist oder vorteilhaft erscheint.
Ebenso können
falls erforderlich und/oder vorteilhaft mehrere erfindungsgemäße Kraftunterstützungsvorrichtungen
zusammen mit einem Gegenstand eingesetzt werden, auf den eine Unterstützungskraft
aufgebracht werden soll. Im Fall eines absenkbaren Überkopf-Gepäckfaches
eines Flugzeuges werden üblicherweise
zwei erfindungsgemäße Kraftunterstützungsvorrichtungen Verwendung
finden. Die erfindungsgemäße Kraftunterstützungsvorrichtung
wird mit dem einen Ende ihres Tragarmes an einer beliebigen Tragstruktur schwenkbar
befestigt, wäh rend
das andere Ende des Tragarmes zur Anbindung an den Gegenstand dient, auf
den die Unterstützungskraft
aufgebracht werden soll.
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Bei
Gegenständen,
die eine Schließstellung und
eine Offenstellung haben, ist gemäß einer Ausführungsform
der Kraftunterstützungsvorrichtung
der Tragarm um seine Schwenkachse zwischen einer ersten Stellung,
die der Schließstellung
des Gegenstands entspricht, und einer zweiten Stellung verschwenkbar,
die der Offenstellung des Gegenstands entspricht. Vorzugsweise ist
nur in der zweiten Stellung des Tragarmes, also in der Offenstellung
des Gegenstandes, der Schwinghebel der Verstelleinrichtung von der
Arretiereinrichtung freigegeben, um in diesem Zustand der Verstelleinrichtung
ein Verschwenken des Schwinghebels und damit eine Anpassung an unterschiedlich
schwere Lasten zu ermöglichen.
Bei einer solchen Ausführungsform
ist in allen Stellungen des Gegenstandes zwischen der Offenstellung
bis zu und einschließlich
der Schließstellung
der Schwinghebel an der Stelle seines von der ersten Endstellung
bis zur zweiten Endstellung reichenden Verschwenkbereiches arretiert,
die der festgestellten Last entspricht, so dass eine der jeweils festgestellten
Last angepasste Unterstützungskraft aufgebracht
wird.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Weiterbildung der zuvor beschriebenen Ausführungsform
fluchtet in der zweiten Stellung des Tragarmes, vorzugsweise unterstützt durch
die Anlage eines am Tragarm befestigten Betätigungs- und/oder Zentrierbolzens
in einer Zentriermulde der Lagerplatte, die Schwenkachse des an
dem Tragarm angebrachten einen Endes der Gasdruckfeder mit der Schwenkachse
des schwenkbar an der Lagerplatte angebrachten Endes des Schwinghebels.
Auf diese Weise ist verhindert, dass beim Entriegeln des Schwinghebels
aus der arretierten Stellung ein Drehmoment von dem Gegenstand,
der zur Aufbringung der Unterstützungskraft
mit dem Tragarm verbunden ist, auf den Schwinghebel ausgeübt werden
kann. Der Schwinghebel bleibt somit trotz der aufgehobenen Arretierung zunächst in
seiner bestehenden Stellung. Diese Stellung ändert sich erst, wenn eine
sich ändernde
Last über
die Verstelleinrichtung dem Schwinghebel mitgeteilt wird.
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In
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung
weist die Arretiereinrichtung eine am freien Ende des Schwinghebels
angebrachte Rastklaue auf, die mit einer kreissegmentförmigen Verzahnung
zusammenwirkt. Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform die Rastklaue drehbar
am Ende des Schwinghebels angebracht und federnd in Richtung eines
Eingriffs mit der kreissegmentförmigen
Verzahnung vorgespannt. Die Arretierung muss also aktiv aufgehoben
werden, eine Tatsache, die unter Sicherheitsaspekten als vorteilhaft
angesehen wird, da die Kraftunterstützungsvorrichtung so bei einem
Defekt ihre arretierte Stellung beibehält. Zum Aufheben der Arretierung
ist gemäß einer
Ausführungsform
die Rastklaue mit einem Schalthebel verbunden, der in der zweiten
Stellung des Tragarmes, vorzugsweise von dem daran befestigten Betätigungs-
und Zentrierbolzen, derart betätigt
wird, dass die Rastklaue aus ihrem Eingriff mit der Verzahnung freikommt.
Vorzugsweise ist der Schalthebel am festgelegten Ende des Schwinghebels schwenkbar
angebracht und die Schwenkbewegung des Schalthebels wird über ein
Seil oder ein Gestänge
auf die Rastklaue übertragen.
Zur Betätigung
des Schalthebels weist der Tragarm gemäß einer Ausführungsform
wenigstens einen zuvor bereits erwähnten Betätigungs- und Zentrierbolzen
auf, der in der zweiten Stellung des Tragarmes den Schalthebel betätigt. Alternativ
ist die die Unterstützungskraft
erzeugende Gasfeder mit einer Kappe versehen, die in der zweiten
Stellung des Tragarmes den Schalthebel betätigt. Die bereits angesprochene
kreissegmentförmige Verzahnung
ist bei diesen Ausführungsformen
vorzugsweise über
eine kreissegmentförmige
Brücke mit
der Lagerplatte verbunden und die Lagerplatte ist zur Justierung
der genannten Betätigungsstellung schwenkbar
an der Tragstruktur angebracht. Vorzugsweise ist dabei die Lagerplatte
um die Achse schwenkbar, um die auch der Tragarm schwenkt.
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Bei
der eingangs erwähnten,
rein mechanischen Ausführung
der erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung
wirkt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
auf den Schwinghebel eine Vorspannkraft, die einer von der Verstelleinrichtung
bei einer Lastzunahme auf den Schwinghebel ausgeübten Kraft entgegengerichtet
ist und die derart bemessen ist, dass sie den Schwinghebel im lastfreien
Zustand in seine erste Endstellung drückt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist demnach die erste Endstellung die Stellung, die der Schwinghebel
einnimmt, wenn von der mit der Verstelleinrichtung zusammenwirkenden
Lastermittlungseinrichtung keine Last festgestellt wird. Die zweite
Endstellung des Schwinghebels ist dann die Stellung, die der Schwinghebel
einnimmt, wenn die maximale Unterstützungskraft der Kraftunterstützungsvorrichtung wirken
soll. Dazu kommt es, wenn die Lastermittlungseinrichtung das Vorhandensein
einer entsprechend großen
Last feststellt.
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Bei
bevorzugten Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung
ist die Verstellbewegung des Schwinghebels gedämpft. Damit wird ein unkontrolliertes
Schwingen des Schwinghebels nach seiner Entriegelung und bei einem
Verstellvorgang verhindert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
rein mechanischen Realisierung der erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung
wird die auf den Schwinghebel wirkende Vorspannkraft durch eine
Dämpfer-Gasfedereinheit
erzeugt, die zugleich die zuvor angesprochene Dämpfung der Schwinghebelbewegung
bewirkt. Eine solche Ausführungsform ist
kompakt, kostengünstig
und zuverlässig.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
wird die auf den Schwinghebel wirkende Vorspannkraft durch wenigstens
eine Zugfeder erzeugt, deren eines Ende an der Lagerplatte und deren
anderes Ende am Schwinghebel festgelegt ist.
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Bei
einer Ausführungsform
der rein mechanischen erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung
weist die Lastermittlungseinrichtung eine schwenkbare Wägeplatte
auf, die zur Aufnahme einer Last bestimmt ist und die ihre in Abhängigkeit
der Größe der Last
ausgeführte
Schwenkbewegung mittels einer Übertragungseinrichtung
auf den Schwinghebel überträgt. Diese Übertragungseinrichtung
kann beispielsweise ein Seil oder ein Gestänge sein. Bei einer solchen
Ausführungsform
wird demnach eine veränderte
Lastgröße durch
eine entsprechende Schwenkbewegung der Wägeplatte unmittelbar an den
Schwinghebel weitergegeben, der sich daraufhin – bei entriegelter Arretiereinrichtung – in eine
der neuen Lastgröße entsprechende
Stellung verstellt.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung, die
nicht vollständig
mechanisch zu sein braucht, weist die Lastermittlungseinrichtung
ebenfalls eine Wägeplatte
auf, die zur Aufnahme einer Last bestimmt ist, wobei diese Wägeplatte
jedoch im Gegensatz zur zuvor beschriebenen Ausführungsform auf mehreren Lastsensoren
gelagert ist, um die Lastgröße zu bestimmen,
und wobei ferner die ermittelte Lastgröße einem Steller gemeldet wird,
der den Schwinghebel entsprechend der ermittelten Lastgröße zwischen
seiner ersten Endstellung und seiner zweiten Endstellung verstellt.
Vorzugsweise umfasst dieser Steller einen Elektromotor, der über einen selbsthemmenden
Spindeltrieb eine Verstellbewegung auf den Schwinghebel ausüben kann.
Wenn der Spindeltrieb selbsthemmend ausgeführt ist, kann auch die im Zusammenhang
mit der rein mechanischen Ausführung
der Kraftunterstützungsvorrichtung
beschriebene Kombination aus Rastklaue und Verzahnung entfallen,
der selbsthemmende Spindeltrieb stellt dann die Arretiereinrichtung
für den Schwinghebel
dar. Da bei dieser Ausführungsform die
Lastermittelung mechanisch von der Verstelleinrichtung entkoppelt
ist, braucht keine Dämpfung
der Verstellbewegung des Schwinghebels vorgesehen zu werden. Auch
fällt die
schwenkbare Anlenkung der Wägeplatte
weg, stattdessen ist die Wägeplatte schwimmend
auf den Lastsensoren (beispielsweise auf vier Lastsensoren) gelagert.
Dies ist z.B. dann ein Vorteil, wenn die Wägeplatte sich am Boden eines Behälters, beispielsweise
eines Gepäckfaches,
befindet, weil die Gefahr eines Verklemmens der schwenkbar angelenkten
Wägeplatte
entfällt.
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Die
erfindungsgemäße Kraftunterstützungsvorrichtung
kann überall
dort zur Anwendung kommen, wo Lasten vorwiegend durch manuelle Kräfte aus
einer Stellung in eine andere Stellung zu bewegen sind und maximal
vorgeschriebene oder zumutbare Betätigungskräfte nicht überschritten werden sollen.
Im Folgenden werden zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Kraftunterstützungsvorrichtung
in Verbindung mit einem absenkbaren Überkopf-Gepäckfach in einer Passagierkabine
eines Flugzeuges anhand der beigefügten, schematischen Zeichnungen
näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer der besseren Übersichtlichkeit wegen teilweise
demontierten Kraftunterstützungsvorrichtung
für ein
absenkbares Überkopf-Gepäckfach in
einem Flugzeug,
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2 eine
räumliche
Ansicht von wesentlichen Teilen der Kraftunterstützungsvorrichtung aus 1,
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3 die
Kraftunterstützungsvorrichtung aus 1 mit
einem leeren Gepäckfach
in vollständig
abgesenkter, d.h. geöffneter
Stellung,
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4 die
Kraftunterstützungsvorrichtung aus 1 mit
dem leeren Gepäckfach
aus 3 in nicht abgesenkter, d.h. geschlossener Stellung,
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5 die
Kraftunterstützungsvorrichtung aus 1 mit
einem maximal beladenen Gepäckfach
in vollständig
abgesenkter, d.h. offener Stellung,
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6 die
Kraftunterstützungsvorrichtung aus 1 mit
einem maximal beladenen Gepäckfach
in nicht abgesenkter, d.h. geschlossener Stellung,
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7 eine
Seitenansicht eines abgewandelten Ausführungsbeispiels einer Kraftunterstützungsvorrichtung
für ein
absenkbares Überkopf-Gepäckfach in
einem Flugzeug, wobei das Gepäckfach
leer ist und sich in vollständig
abgesenkter, d.h. geöffneter
Stellung befindet,
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8 die
Kraftunterstützungsvorrichtung aus 7 mit
dem leeren Gepäckfach
in nicht abgesenkter, d.h. geschlossener Stellung,
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9 die
Kraftunterstützungsvorrichtung aus 7 mit
einem maximal beladenen Gepäckfach
in vollständig
abgesenkter, d.h. offener Stellung, und
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10 die
Kraftunterstützungsvorrichtung aus 7 mit
einem maximal beladenen Gepäckfach
in nicht abgesenkter, d.h. geschlossener Stellung.
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Die 1 zeigt
in einer Seitenansicht eine allgemein mit 10 bezeichnete
Kraftunterstützungsvorrichtung
zur Bereitstellung einer lastabhängigen Unterstützungskraft
für ein
nur teilweise dargestelltes, absenkbares Überkopf-Gepäckfach 12 in einem Flugzeug. 2 zeigt
wesentliche Teile der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 zum
besseren Verständnis
in einer räumlichen
Darstellung.
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Die
Kraftunterstützungsvorrichtung 10 ist
an einer Tragstruktur befestigt, die hier durch eine Traverse 14 eines
ansonsten nicht weiter dargestellten Flugzeugrumpfes gebildet ist.
Die Befestigung der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 an
der Traverse 14 erfolgt mittels eines Bolzens 16,
an dem zum einen zwei Lagerplatten 18a, 18b und
zum anderen das eine Ende eines Tragarmes 20 angelenkt
sind. Der Bolzen 16 legt eine Achse P fest, um die die
Lagerplatten 18a, 18b und insbesondere der Tragarm 20 schwenkbar
sind.
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Der
hier aus zwei voneinander beabstandeten Platten 19a, 19b gebildete
Tragarm 20 hat ein bumerangförmiges Aussehen und ist mit
seinem anderen Ende an der Rückseite
des Gepäckfaches 12 befestigt.
Etwa in der Mitte des Tragarmes 20, d.h. im Bereich der
Spitze der durch die angenäherte
V-Form gebildeten Gestalt des Tragarmes 20, ist ein Ende
einer Gasdruckfeder 22, die zur Bereitstellung der von der
Kraftunterstützungsvorrichtung 10 aufzubringenden
Unterstützungskraft
dient, an einer Schwenkachse F schwenkbar angelenkt. Das andere
Ende der Gasdruckfeder 22 ist schwenkbar an dem einen,
in 1 unteren Ende eines Schwinghebels 24 angelenkt,
dessen anderes, in 1 oberes Ende auf einem von
der Lagerplatte 18 hervorstehenden und eine Schwenkachse
S1 definierenden Lagerzapfen 26 drehbar
gelagert ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
hat der Schwinghebel 24 einen U-förmigen Querschnitt (siehe 2).
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Wie
aus 1 ersichtlich, haben die Lagerplatten 18a, 18b die äußere Form
eines Kreissektors, an dessen radial äußerem Rand eine Brücke 28 eine Verbindung
zwischen den beiden Lagerplatten 18a, 18b gleicher
Gestalt und Größe herstellt.
Die Lagerplatte 18a ist in Überdeckung mit der Lagerplatte 18b angeordnet
und deshalb in 1 nicht dargestellt, um eine
bessere Erkennbarkeit der einzelnen Bauteile der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 zu
ermöglichen.
Die in 1 dargestellte hintere Lagerplatte 18b bildet
zusammen mit der in 1 nicht gezeigten vorderen Lagerplatte 18a und
der Brücke 28 eine Art
Gehäuse,
in dem die gesamte Kinematik der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 aufgenommen
ist.
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Zur
Variierung der von der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 auf
das Gepäckfach 12 übertragenen
Unterstützungskraft
kann der Schwinghebel 24 innerhalb des von der Kreissektorform
der Lagerplatten 18a, 18b definierten Winkelbereiches,
der hier etwa 45 Grad beträgt,
um den Lagerzapfen 26 und damit um die Schwenkachse S1 zwischen einer ersten Endstellung, in der
die Kraftunterstützungsvorrichtung 10 keine
oder nahezu keine Unterstützungskraft
ausübt,
und einer zweiten Endstellung verschwenkt werden, in der die Kraftunterstützungsvorrichtung 10 ihre
maximale Unterstützungskraft
abgibt. Diese zweite Endstellung des Schwinghebels 24 ist
in 1 dargestellt. In dieser Stellung ist ein Hebelarm
L zwischen der Achse P und einer durch die schwenkbare Anbringung
des unteren Endes der Gasdruckfeder 22 festgelegten Drehachse
S2 maximal, so dass die von der Gasdruckfeder 22 erzeugte Kraft
ihre größte Wirkung
auf den Tragarm 20 hat. Die erste Endstellung des Schwinghebels 24 befindet sich
in 1 am im Uhrzeigersinn gegenüberliegenden Rand der Lagerplatten 18a, 18b.
In dieser ersten Endstellung befinden sich die Drehpunkte der Achsen
P und S2 sowie der Drehpunkt F des oberen
Endes der Gasdruckfeder 22 annähernd auf einer Linie, d.h.
der Hebelarm L ist Null oder nahezu Null, so dass in dieser ersten
Endstellung praktisch kein Unterstützungsmoment von der Gasdruckfeder 22 auf den
Tragarm 20 ausgeübt
wird.
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Um
den Schwinghebel 24 an einer Vielzahl von Stellen zwischen
seiner ersten Endstellung und seiner zweiten Endstellung festsetzen
zu können,
ist eine Arretiereinrichtung vorhanden. Diese Arretiereinrichtung
besteht im Wesentlichen aus einer auf der Brücke 28 angeordneten
kreissegmentförmigen Verzahnung 30 und
einer am freien Ende des Schwinghebels 24 drehbar angebrachten
Rastklaue 32, die mittels einer sich am Schwinghebel 24 abstützenden
Druckfeder 34 in Eingriff mit der Verzahnung 30 vorgespannt
ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Rastklaue 32 um die Achse S2 drehbar. Die
Anzahl der Zwischenstellungen, an denen der Schwinghebel 24 mittels
der Arretiereinrichtung festsetzbar ist, lässt sich durch eine geeignete
Ausführung
der Verzahnung 30 mit mehr oder weniger Zähnen in
einem weiten Bereich entsprechend den zu erfüllenden Anforderungen oder
Wünschen
einstellen. Selbstverständlich
kann der Schwinghebel 24 mittels der Arretierungseinrichtung
auch in seinen beiden Endstellungen arretiert werden.
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Um
das Gepäckfach 12 öffnen und
schließen zu
können,
ist der Tragarm 20 um die Achse P zwischen einer ersten
Stellung, die der Schließstellung des
Gepäckfaches 12 entspricht
und die in 1 wiedergegeben ist, und einer
zweiten Stellung verschwenkbar, die einer Offenstellung des Gepäckfaches 12 entspricht.
Während
des Verschwenkvorganges des Tragarms 20 zwischen den beiden
genannten Stellungen wird in Abhängigkeit
der Stellung des Schwinghebels 24 ein entsprechendes Unterstützungsmoment
von der Gasdruckfeder 22 auf den Tragarm 20 und
damit auf das Gepäckfach 12 ausgeübt.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
soll eine Verstellung des Schwinghebels 24 nur in der Offenstellung
des Gepäckfaches 12,
also in der zweiten Stellung des Tragarmes 20 möglich sein.
Wie bereits erwähnt,
ist die Rastklaue 32 federnd zum Eingriff mit der Verzahnung 30 vorgespannt,
d.h. der Schwinghebel 24 ist normalerweise arretiert. Um
in der Offenstellung des Gepäckfaches 12 eine
Verstellung des Schwinghebels 24 zu ermöglichen, muss dessen Arretierung
aufgehoben werden. Hierzu ist ein in 1 rechtes
Ende der Rastklaue 32 über
ein Gestänge 36 mit
dem einen Ende eines Schalthebels 38 verbunden, der am
in 1 oberen Ende des Schwinghebels 24 um
eine Achse E schwenkbar angeordnet ist. Das dem einen Ende, an dem
das Gestänge 36 befestigt
ist, gegenüberliegende
Ende des Schalthebels 38 ist bogenförmig ausgeführt und zum Zusammenwirken
mit einem Betätigungs-
und Zentrierbolzen 40 bestimmt, der in der Nähe des Anlenkungspunktes der
Gasdruckfeder 22 am Tragarm 20 befestigt ist. Dieser
Betätigungs-
und Zentrierbolzen 40, der im gezeigten Ausführungsbeispiel
jeweils auf der Außenseite
der Platten 19a, 19b, also auf beiden Außenseiten
des Tragarmes 20 vorhanden ist, ruht in der zweiten Stellung
des Tragarmes 20, d.h. in der Offenstellung des Gepäckfaches 12,
in einer an jeder Lagerplatte 18a, 18b ausgebildeten
Zentriermulde 42 und drückt
dabei auf den bogenförmigen
Arm des Schalthebels 38, wodurch dieser gegen den Uhrzeigersinn
um die Achse E verschwenkt wird. Diese Verschwenkbewegung des Schalthebels 38 wird über das
Gestänge 36 auf
die Rastklaue 32 übertragen, welche
dadurch zwangsweise aus ihrem Eingriff mit der Verzahnung 30 gezogen
wird.
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In
dieser zweiten Stellung des Tragarmes 20 fluchtet die Schwenkachse
F des an dem Tragarm angebrachten Endes der Gasdruckfeder 22 mit
der Schwenkachse S1 des Schwinghebels 24.
Auf diese Weise kann dann, wenn die Arretierung des Schwinghebels 24 wie
zuvor beschrieben aufgehoben wird, kein von dem Gepäckfach 12 über den Tragarm 20 auf
den Schwinghebel 24 ausgeübtes Drehmoment mehr wirken.
Eine plötzliche,
unerwünschte
Bewegung des Schwinghebels 24 nach seinem Freikommen aus
der Arretierung ist somit verhindert.
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Aus
der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Arretierung
des Schwinghebels 24 beim gezeigten Ausführungsbeispiel
erst dann gelöst werden
soll, wenn der Tragarm 20 sich tatsächlich in seiner zweiten Stellung
befindet, das Gepäckfach 12 also
vollständig
geöffnet
ist. Um dies sicherzustellen, kann die Lagerplatte 18 mittels
einer Einstellschraube 44 begrenzt um die Achse P verdreht
werden. Bei offenem Gepäckfach 12 kann
so die Kraftunterstützungsvorrichtung 10 derart
justiert werden, dass der Betätigungs-
und Zentrierbolzen 40 sich genau in der Zentriermulde 42 befindet.
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Im
Folgenden wird unter zusätzlicher
Bezugnahme auf die 3 bis 6 die lastabhängige Verstellung
der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 näher erläutert. Wie
bereits erwähnt,
variiert die von der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 bereitgestellte Unterstützungskraft
in Abhängigkeit
der Stellung des Schwinghebels 24. Zum Verschwenken des Schwinghebels 24 ist
eine allgemein mit 46 bezeichnete Verstelleinrichtung vorhanden,
zu der eine Dämpfer-Gasfedereinheit 48 gehört, deren
eines Ende mit dem Schwinghebel 24 und deren anderes Ende
mit dem am Gepäckfach 12 befestigten
Ende des Tragarmes 20 schwenkbar verbunden ist. In erster
Linie dient diese Gasfedereinheit 48 dazu, eine Vorspannkraft
auf den Schwinghebel 24 auszuüben, die den Schwinghebel 24 im
lastfreien Zustand in seine erste Endstellung drückt, in der die von der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 bereitgestellte
Unterstützungskraft
ihren Minimalwert annimmt. In zweiter Linie dient die Gasfedereinheit 48 dazu,
jegliche Verschwenkbewegung des Schwinghebels 24 zu dämpfen, um
ein unerwünschtes "Schlagen" des Schwinghebels 24 zu
vermeiden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
sind diese beiden Funktionen – Bereitstellung
einer Vorspannkraft auf den Schwinghebel und Dämpfung der Verschwenkbewegung
des Schwinghebels – in
der Dämpfer-Gasfedereinheit 48 zusammengefasst,
jedoch können
diese Funktionen auch in konstruktiv getrennter Weise durch separate
Bauteile ausgeübt
werden.
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Die
Verstelleinrichtung 46 arbeitet zum Ermitteln des Maßes einer
notwendigen Verstellung des Schwinghebels 24 mit einer
Lastermittlungseinrichtung 50 zusammen. Die Lastermittlungseinrichtung 50 umfasst
eine am vorderen Rand des Bodens des Gepäckfaches 12 bei 52 schwenkbar
angelenkte Wägeplatte 54 mit
seitlichen Begrenzungen 56. Am gegenüberliegenden, hinteren Rand
der Wägeplatte 54 befindet
sich ein Halter 58, der mit einer Übertragungseinrichtung in Gestalt
eines Seilzuges 60 verbunden ist, welcher am oberen Rand
des Gepäckfaches 12 über eine
Umlenkrolle 62 geführt
und an einem Auge 64 mit dem Schwinghebel 24 verbunden ist.
Auf diese Weise wird die Schwenkbewegung, die die Wägeplatte 54 in
Abhängigkeit
des auf ihr abgelegten Gewichts um die bei 52 befindliche
Schwenkachse ausführt,
auf den Schwinghebel 24 übertragen. Dabei ist die über den
Seilzug 60 auf den Schwinghebel 24 wirkende Kraft
der Vorspannkraft entgegengerichtet, die von der Gasfedereinheit 48 auf
den Schwinghebel 24 ausgeübt wird. Im Betrieb der Kraftunterstützungsvorrichtung 10 stellt
sich daher bei entarretiertem Schwinghebel 24 an Letzterem ein
Kräftegleichgewicht
zwischen der von der Gasfedereinheit 48 ausgeübten Vorspannkraft
und der über
den Seilzug 60 auf den Schwinghebel 24 wirkenden
Gewichtskraft der Last ein, die sich auf der Wägeplatte 54 befindet.
Mit zunehmender Last wird sich daher die Gleichgewichtsstellung
des Schwinghebels 24 ausgehend von seiner ersten Endstellung immer
weiter in Richtung auf seine zweite Endstellung verlagern, bis schließlich mit
der höchstzulässigen Last
die zweite Endstellung erreicht wird.
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Zum
besseren Verständnis
zeigen die 3 bis 6 das Gepäckfach 12 in
geöffneter
und geschlossener Stellung, einmal ohne Last und einmal mit höchstzulässiger Last.
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3 zeigt
das Gepäckfach 12 in
geöffneter, d.h.
vollständig
abgesenkter Stellung. Der Tragarm 20 befindet sich somit
in seiner zweiten Stellung. Auf der Wägeplatte 54 ist keine
Last vorhanden, der Schwinghebel 24 befindet sich deshalb
in seiner ersten Endstellung, in der beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
keine oder allenfalls eine sehr geringe Unterstützungskraft bereitgestellt
wird.
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4 zeigt
das Gepäckfach 12 aus 3 in seiner
Schließstellung.
Der Tragarm 20 nimmt seine erste Stellung ein, während die
Stellung des Schwinghebels 24 in der Stellung – hier der
ersten Endstellung – arretiert
ist, die sich bei geöffnetem
Gepäckfach 12 gemäß 3 eingestellt
hatte.
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5 zeigt
das Gepäckfach 12 wiederum
in seiner Offenstellung, d.h. der Tragarm 20 befindet sich
wieder in seiner zweiten Stellung, allerdings liegt auf der Wägeplatte 54 nunmehr
die höchstzulässige Last
(nicht dargestellt). Die Wägeplatte 54 ist
gegenüber
dem in 3 wiedergegebenen Zustand nach unten verschwenkt
und diese Schwenkbewegung hat den Schwinghebel 24 in seine
zweite Endstellung bewegt.
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In 6 ist
das voll beladene Gepäckfach 12 aus 5 in
seiner Schließstellung
wiedergegeben, in der der Tragarm 20 seine erste Stellung
einnimmt, während
der Schwinghebel 24 in der Stellung – hier in seiner zweiten Endstellung – arretiert
ist, die sich bei offenem Gepäckfach 12 gemäß 5 eingestellt hat.
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In
den 3 bis 6 sind die möglichen Extremsituationen dargestellt
worden. Es versteht sich, dass der Schwinghebel 24 in Abhängigkeit
der sich auf der Wägeplatte 54 befindenden
Last auch jede zwischen seinen beiden Endstellungen gelegene Stellung
einnehmen kann.
-
In
den 7 bis 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel
einer Kraftunterstützungsvorrichtung 110 zur
Bereitstellung einer lastabhängigen
Unterstützungskraft
für ein
absenkbares Überkopf-Gepäckfach 112 für mehrere
Beladungszustände
und Stellungen des Gepäckfachs 112 dargestellt.
Mit dem in den 1 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispiel
funktionsgleiche Teile tragen das entsprechende, jedoch um 100 erhöhte Bezugszeichen
des ersten Ausführungsbeispiels.
Der grundsätzliche
konstruktive Aufbau und seine Funktion entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel,
weshalb im Folgenden lediglich die zum ersten Ausführungsbeispiel vorhandenen
Unterschiede in Konstruktion und Funktion erläutert werden.
-
Gegenüber dem
ersten Ausführungsbeispiel der
Kraftunterstützungsvorrichtung 10 weist
das zweite Ausführungsbeispiel 110 eine
verringerte Einbauhöhe
und ein verringertes Gewicht auf. Zur Verringerung der Einbauhöhe ist die
Schwenkachse F etwas nach unten verlegt und die Gasdruckfeder 122 mit
einer Kappe 123 versehen worden, während die Befestigungsstelle
des Schalthebels 138 bezogen auf die Figuren etwas nach
rechts verlegt worden ist. So kann die Kappe 123 den Schalthebel 138 betätigen. Der
Betätigungs-
und Zentrierbolzen 40 des ersten Ausführungsbeispiels wird deshalb
im zweiten Ausführungsbeispiel
zu einem reinen Zentrierbolzen 140, der nur noch die Aufgabe
hat, in der vollständig abgesenkten,
d.h. geöffneten
Stellung des Gepäckfaches 112 die
Schwenkachsen F und S1 zur Deckung zu bringen.
Diese fluchtende Anordnung der beiden Schwenkachsen F und S1 ist dann erreicht, wenn die auf beiden
Seiten des Tragarmes 120 vorhandenen Zentrierbolzen 140 in
den Zentriermulden 142 der Lagerplatten 118a, 118b aufgenommen
sind. Zur Minimierung der Reibung und um einen glatten, ruckfreien
Bewegungsablauf zu ermöglichen,
ist das mit der Kappe 123 in Kontakt kommende Ende des Schalthebels 138 mit
einer Rolle 139 versehen.
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Anstelle
des Seils 60 überträgt bei dem
zweiten Ausführungsbeispiel
ein Gestänge 160 die
Bewegung der Wägeplatte 154 auf
einen Umlenkhebel 162, der wiederum über ein Zuggestänge 166 mit
einem Auge 164 an dem Schwinghebel 124 angelenkt ist.
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Statt
der Dämpfer-Gasfedereinheit 48 sind zwei
Zugfedern 168 vorhanden, von denen in den 7 bis 10 nur
eine dargestellt ist. Ihr eines, in den Figuren unteres Ende ist
an der Lagerplatte 118b festgelegt, während ihr entgegengesetztes
anderes Ende am Schwinghebel 124 befestigt ist. Die andere Zugfeder 168 ist
mit ihrem einen Ende an der Lagerplatte 118a und mit ihrem
anderen Ende ebenfalls am Schwinghebel 124 befestigt. Zwischen
den oberen Befestigungspunkten der beiden Zugfedern 168 und der
Schwenkachse S1 existiert ein Hebelarm,
so dass die Kraft der beiden Zugfedern 168 den Schwinghebel 124 im
lastfreien Zustand in die im Zusammenhang mit den 1 bis 6 beschriebene
erste Endstellung vorspannt. Ein Dämpfer ist beim zweiten Ausführungsbeispiel
nicht vorgesehen, stattdessen sind die Zahnform der Verzahnung 130 und
der Rastklaue 132 so gestaltet, dass ein leichtes und sicheres Ver-
und Entriegeln des Schwinghebels 124 bei einer Betätigung des
Schalthebels 138 erfolgt.
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Schließlich weist
das zweite Ausführungsbeispiel
noch zwei als Übertotpunktfedern
ausgeführte
Unterstützungsfedern 170 auf,
von denen in den 7 bis 10 nur
eine dargestellt ist. Das eine Ende dieser Unterstützungsfedern 170 ist
schwenkbar an der Lagerplatte 118a bzw. 118b angebracht, während ihr
entgegengesetztes anderes Ende an der Platte 119a bzw. 119b des
Tragarms 120 angelenkt ist. Mittels dieser Unterstützungsfedern 170 wird
einerseits die Kraftunterstützung
kurz vor dem Schließen
des Gepäckfachs 112 erhöht, was
das endgültige
Schließen
des Gepäckfachs 112 erleichtert.
Andererseits üben
die Unterstützungsfedern 170 im
geöffneten
Zustand des Gepäckfachs 112 eine
Kraft aus, die insbesondere ein leeres Gepäckfach 112 sicher
in der geöffneten
Stellung hält
und ein Schwingen des geöffneten
Gepäckfachs
verhindert.
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Die
Einstellschraube 144, die wie beim ersten Ausführungsbeispiel
zur Justierung der Offenstellung des Gepäckfachs 112 dient,
kann beim zweiten Ausführungsbeispiel
zusätzlich
als Transportsicherung Verwendung finden. Hierzu wird sie bei geöffnetem
Gepäckfach 112 in
eine Gewindebohrung 172 eines Arms 174 geschraubt,
der am Gepäckfach 112 befestigt
ist. So kann die Einheit aus Kraftunterstützungsvorrichtung 110 und
Gepäckfach 112 gut
transportiert werden, beispielsweise vom Hersteller des Gepäckfachs
zum Flugzeugwerk.
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7 zeigt
das Gepäckfach 112 ohne
Beladung in geöffneter
Stellung. Der Schwinghebel 124 befindet sich in seiner
ersten Endstellung, die Rastklaue 132 ist wie ersichtlich
aus der Verzahnung 130 gelöst.
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8 zeigt
das leere Gepäckfach 112 aus 7 in
seiner Schließstellung.
Die Rastklaue 132 ist mit der Verzahnung 130 in
Eingriff und arretiert den Schwinghebel 124 in seiner ersten
Endstellung.
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9 zeigt
im Unterschied zu den 7 und 8 ein maximal
beladenes Gepäckfach 112 in
geöffneter
Stellung. Die Rastklaue 132 ist aus der Verzahnung 130 herausgehoben
und der Schwinghebel 124 ist in seine zweite Endstellung
bewegt worden.
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10 zeigt
das maximal beladene Gepäckfach 112 in
seiner Schließstellung.
Der Schwinghebel 124 ist dabei mittels der Rastklaue 132 und
der Verzahnung 130 in seiner zweiten Endstellung arretiert.