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Die
Erfindung betrifft ein Kraftunterstützungssystem, das für einen
Einsatz in einem Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale, insbesondere in einem Passagierflugzeug,
geeignet ist.
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Gepäckfächer mit
einer absenkbaren Schale werden gegenwärtig insbesondere in Passagierflugzeugen
eingesetzt, da sie in vorteilhafter Weise eine optimale Raumausnutzung
und gleichzeitig einen hohen Bedienungskomfort ermöglichen.
Die absenkbare Schale ist aus einer oberen geschlossenen Stellung,
in der eine optimale Kopffreiheit der unter den Gepäckfächern sitzenden
Passagiere gewährleistet ist,
in eine untere geöffnete
Be- bzw. Entladestellung verschwenkbar. In der Be- bzw. Entladestellung
können
auch kleinere Personen bequem Gepäckstücke in der Schale ablegen bzw.
aus der Schale entnehmen. Um eine zum Verschwenken der absenkbaren Schale
zwischen ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung und ihrer oberen geschlossenen Stellung
erforderliche Handkraft zu reduzieren, sind in Passagierflugzeugen
eingesetzte Gepäckfächer häufig mit
einer Kraftunterstützungseinrichtung
zur Bereitstellung einer Unterstützungskraft
beim Öffnen und/oder
Schließen
der Gepäckfächer ausgestattet.
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Aus
der
DE 102 22 124
A1 ist ein Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale bekannt, das eine auf der Rückseite
des Gepäckfachs
angeordnete Kraftunterstützungseinrichtung
umfasst. Die Kraftunterstützungseinrichtung
ist mittels eines über
Umlenkrollen geführten
Seils mit der absenkbaren Schale des Gepäckfachs verbunden und mit einer
Gasdruckfeder zur Erzeugung einer geforderten Unterstützungskraft
ausgestattet. Die Kraftunterstützungseinrichtung
ist dazu in der Lage, die bereitgestellte Unterstützungskraft
dem Beladungszustand der absenkbaren Schale anzupassen, so dass
ein Benutzer eine zumindest im Wesentlichen immer gleiche, vom Beladungszustand
der absenkbaren Schale unabhängige
Schließkraft
aufbringen muss, um die absenkbare Schale nach oben zu drücken und
das Gepäckfach
zu schließen.
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Die
DE 10 2004 049 700
A1 beschreibt eine zur Verwendung in Verbindung mit einem
Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale vorgesehene Kraftunterstützungseinrichtung,
die eine rein mechanische Steuerung einer von der Kraftunterstützungseinrichtung
bereitgestellten Unterstützungskraft
ermöglicht.
Die Kraftunterstützungsein richtung
umfasst eine verschwenkbar an einem Schwinghebel angelenkte Gasdruckfeder
sowie eine Verstelleinrichtung, die ein Verschwenken des Schwinghebels
und somit eine Anpassung der von der Kraftunterstützungseinrichtung
bereitgestellten Unterstützungskraft
in Abhängigkeit
einer von einer Lastermittlungseinrichtung ermittelten Last ermöglicht.
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Die
WO 03/097457 A1 betrifft
ein auf der Rückseite
eines Gepäckfachs
mit einer absenkbaren Schale angebrachtes Kraftunterstützungsmodul
zur Bereitstellung einer das Schließen des Gepäckfachs unterstützenden
Kraft. Das Kraftunterstützungsmodul
umfasst eine Gasdruckfeder, die an ihrem ersten Ende um eine Achse
schwenkbar an einem Gehäuse des
Kraftunterstützungsmoduls
angelenkt und an ihrem zweiten Ende mit einem entlang einer Bahn
verschiebbaren Schlitten verbunden ist. Ein Kraftsensor erfasst
in einer Offenstellung des Gepäckfachs
eine Differenz zwischen der Gewichtskraft des Gepäckfachs
und der von dem Kraftunterstützungsmodul
bereitgestellten Unterstützungskraft.
Von dem Kraftsensor bereitgestellte Signale werden als Steuersignale zur
Steuerung einer Verstelleinrichtung genutzt, die dazu dient, eine
die Bahn für
den Schlitten tragende Abstützung
um eine Achse zu verdrehen. Im unbeladenen Zustand des Gepäckfachs
erfolgt keine Verdrehung der die Bahn für den Schlitten tragenden Abstützung, so
dass eine den Schließvorgang
unterstützende
Kraft einer in Richtung eines Kraftübertragungsseils wirkenden
Kraftkomponente der von der Gasdruckfeder bereitgestellten Gasdruckfederkraft entspricht.
Bei voll beladenem Gepäckfach
bewirkt die Verstelleinrichtung dagegen eine Verdrehung der die
Bahn für
den Schlitten tragenden Abstützung,
so dass sich ein Winkel zwischen der Kraftangriffsrichtung der Gasdruckfeder
und dem Kraftübertragungsseil
verkleinert. Infolgedessen erhöht
sich die in Seilrichtung wirkende Kraftkomponente der Gasdruckfeder.
Das Kraftunterstützungsmodul
stellt somit stets eine lastabhängige
Unterstützungskraft
bereit.
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Die
US 2004/0016847 A1 offenbart
ein Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale, die mit Hilfe eines automatischen
Betätigungsmechanismus
zwischen ihrer geschlossenen Stellung und ihrer geöffneten
Stellung verstellbar ist. Als Beispiele für den automatischen Betätigungsmechanismus
nennt die
US 2004/0016847
A1 ein Pneumatiksystem, ein Hydrauliksystem sowie verschiedene
von einem Elektromotor angetriebene Systeme.
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Die
DE 43 35 151 A1 beschreibt
ein Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale, das ein Kraftunterstützungssystem,
mit einer ersten Gasfeder sowie einer zweiten Unterstützungsgasfeder
umfasst. Die erste Gasfeder ist stets aktiv und dient dazu, die absenkbare
Schale in geöffnetem
Zustand selbsttätig zu
halten und beim Schließen
der Schale eine dem Gewicht der Schale entgegenwirkende Unterstützungskraft
aufzubringen. Bei voll beladener Schale kann zusätzlich die Unterstützungsgasfeder
durch Aufbringen einer nach oben gerichteten Handkraft auf eine
Auslöseplatte
eines Auslösemechanismus
in einen aktiven Betriebszustand versetzt werden, in dem sie beim
Schließen
der Schale eine zusätzliche Unterstützungskraft
bereitstellt.
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Die
WO 03/033346 A1 offenbart
ein Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale, das ein Kraftunterstützungssystem
mit einer ersten stets aktiven Feder umfasst, die beim Schließen der
Schale eine dem Gewicht der Schale entgegenwirkende Unterstützungskraft
bereitstellt. Darüber
hinaus umfasst das Kraftunterstützungssystem
ein zusätzliches
Federelement, das in Abhängigkeit
des Gewichts der absenkbaren Schale zugeschaltet werden kann, um beim
Schließen
des Gepäckfachs
eine erhöhte
Unterstützungskraft
bereitzustellen.
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Die
bekannten Kraftunterstützungseinrichtungen
haben den Nachteil, dass sie ein relativ hohes Gewicht sowie einen
relativ hohen Einbauraumbedarf haben. Darüber hinaus bestehen sie aus
einer verhältnismäßig großen Anzahl
von Einzelkomponenten und sind in ihrer technischen Funktion relativ komplex.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für einen Einsatz in einem Gepäckfach mit
einer absenkbaren Schale, insbesondere in einem Passagierflugzeug,
geeignetes Kraftunterstützungssystem bereitzustellen,
das einfach und robust aufgebaut ist, ein geringes Gewicht aufweist
und einen geringen Einbauraumbedarf hat.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Kraftunterstützungssystem mit den im Patentanspruch
1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Ein
erfindungsgemäßes Kraftunterstützungssystem,
das für
einen Einsatt in einem Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale, insbesondere in einem Passagierflugzeug,
geeignet ist, umfasst eine Lastermittlungseinrichtung zur Ermittlung
einer auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs wirkenden Last. Die
Lastermittlungseinrichtung kann insbesondere dazu eingesetzt werden,
die Last zu ermitteln, die durch ein in die absenkbare Schale des
Gepäckfachs
eingelegtes Gepäckstück auf die
absenkbare Schale aufgebracht wird. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Kraftunterstützungssystem
eine Kraftunterstützungseinrichtung,
die dazu eingerichtet ist, in einem ersten Betriebszustand inaktiv
und in einem zweiten Betriebszustand aktiv zu sein. In ihrem ersten
inaktiven Betriebszustand stellt die Kraftunterstützungseinrichtung
keine Unterstützungskraft
bereit, so dass die absenkbare Schale des Gepäckfachs ausschließlich durch
die Handkraft eines Anwenders aus ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung in ihre obere geschlossene Stellung verschwenkt
werden muss. In ihrem zweiten aktiven Betriebszustand stellt die
Kraftunterstützungseinrichtung
dagegen eine konstante Unterstützungskraft
bereit, die der auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs
wirkenden Last entgegenwirkt. Schließlich umfasst das erfindungsgemäße Kraftunterstützungssystem
eine Betätigungseinrichtung,
die dazu eingerichtet ist, die Kraftunterstützungseinrichtung aus ihrem ersten
inaktiven Betriebszustand in ihren zweiten aktiven Betriebszustand
zu versetzen, wenn die von der Lastermittlungseinrichtung ermittelte,
auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs wirkende Last einen vorgegebenen
Schwellenwert überschreitet.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystem
verbleibt die Kraftunterstützungseinrichtung
in ihrem ersten inaktiven Betriebszustand, solange die auf die absenkbare
Schale des Gepäckfachs
wirkende Last unter dem vorgegebenen Schwellenwert liegt. Infolgedessen
befindet sich die Kraftunterstützungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
stets in ihrem ersten inaktiven Betriebszustand, wenn kein Gepäckstück in die
absenkbare Schale des Gepäckfachs eingelegt
und das Gepäckfach
somit unbeladen ist. Im unbeladenen Zustand des Gepäckfachs
ist daher ein selbsttätiges Öffnen des
Gepäckfachs
durch das Eigengewicht der absenkbaren Schale gewährleistet, wobei
die Bewegung der absenkbaren Schale beispielsweise durch einen Öldruckdämpfer gedämpft werden
kann.
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Da
die Kraftunterstützungseinrichtung
lediglich zwei Betriebszustände
aufweist, nämlich
den ersten inaktiven Betriebszustand, in dem die Kraftunterstützungseinrichtung
keine Unterstützungskraft bereitstellt,
und den zweiten aktiven Betriebszustand, in dem die Kraftunterstützungseinrichtung
eine konstante Unterstützungskraft
bereitstellt, kann in dem erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystem
eine einfach und kompakt aufgebaute Kraftunterstützungseinrichtung zum Einsatz
kommen. Das erfindungsgemäße Kraftunterstützungssystem
zeichnet sich somit durch eine geringe Komplexität, einen geringen Einbauraumbedarf
sowie ein geringes Gewicht aus.
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Vorzugsweise
ist die Lastermittlungseinrichtung dazu eingerichtet, eine auf die
absenkbare Schale des Gepäckfachs
wirkende Gewichtskraft und/oder ein auf die absenkbare Schale des
Gepäckfachs
wirkendes Gewichtsmoment zu ermitteln. Beispielsweise kann die Lastermittlungseinrichtung
einen Wiegeboden mit einer einen Boden der absenkbaren Schale des
Gepäckfachs
bildenden Wiegeplatte umfassen, die auf einer Mehrzahl von Gewichtssensoren
gelagert ist. Wenn ein Gepäckstück in die absenkbare
Schale des Gepäckfachs
eingelegt ist, wirkt eine flächige
Gewichtskraft auf den durch die Wiegeplatte gebildeten Boden der
absenkbaren Schale, die auf einfache und zuverlässige Art und Weise durch die
Gewichtssensoren erfasst werden kann. Durch eine entsprechende Anordnung
der Sensoren in dem Wiegeboden kann ferner eine Position eines in
der absenkbaren Schale des Gepäckfachs angeordneten
Gepäckstücks relativ
zu einem Drehpunkt der absenkbaren Schale ermittelt und somit das
durch das Gepäckstück auf die
absenkbare Schale des Gepäckfachs
aufgebrachte Gewichtsmoment bestimmt werden.
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Als
der für
die Überführung der
Kraftunterstützungseinrichtung
aus ihrem ersten inaktiven Betriebszustand in ihren zweiten aktiven
Betriebszustand maßgebliche
vorgegebene Schwellenwert kann somit ein vorgegebener Wert einer
Gewichtskraft gewählt
werden, die durch ein in der absenkbaren Schale des Gepäckfachs
angeordnetes Gepäckstück auf die
absenkbare Schale aufgebracht wird. Alternativ oder zusätzlich dazu
kann auch jedoch auch ein vorgegebener Wert eines Gewichtsmoments,
das infolge eines in der absenkbaren Schale des Gepäckfachs
angeordneten Gepäckstücks auf die
absenkbare Schale wirkt, als vorgegebener Schwellenwert für die Überführung der
Kraftunterstützungseinrichtung
aus ihrem ersten inaktiven Betriebszustand in ihren zweiten aktiven
Betriebszustand gewählt
werden.
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Die
Ermittlung eines auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs
wirkenden Gewichtsmoments sowie die Verwendung eines vorgegebenen Gewichtsmoment-Schwellenwerts für die Überführung der
Kraftunterstützungseinrichtung
aus ihrem ersten inaktiven Betriebszustand in ihren zweiten aktiven
Betriebszustand ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Drehpunkt
der absenkbaren Schale des Gepäckfachs
so angeordnet ist, dass durch ein in die absenkbare Schale eingebrachtes
Gepäckstück auch
ein rückdrehendes,
d. h. in Schließrichtung
der absenkbaren Schale wirkendes Gewichtsmoment auf die absenkbare
Schale aufgebracht werden kann.
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Die
von der Kraftunterstützungseinrichtung des
erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystem bereitgestellte
konstante Unterstützungskraft
ist kleiner als ein vorgegebener Gewichtskraft-Schwellenwert, bei
dem die Betätigungseinrichtung
die Kraftunterstützungseinrichtung
aus ihrem ersten inaktiven Betriebszustand in ihren zweiten aktiven
Betriebszustand versetzt. Alternativ oder zusätzlich dazu ist ein von der
Kraftunterstützungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystem
bereitgestelltes Unterstützungsmoment,
das sich aus der von der Kraftunterstützungseinrichtung erzeugten
konstanten Unterstützungskraft
und der Position der Kraftunterstützungseinrichtung relativ zum
Drehpunkt der absenkbaren Schale des Gepäckfachs ergibt, kleiner als
ein vorgegebener Gewichtsmoment-Schwellenwert, bei dem die Betätigungseinrichtung
die Kraftunterstützungseinrichtung
aus ihrem ersten inaktiven Betriebszustand in ihren zweiten aktiven
Betriebszustand versetzt.
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Wenn
ein mit dem erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystem
ausgestattetes Gepäckfach mit
einer absenkbaren Schale beispielsweise für eine Zuladung von maximal
60 kg ausgelegt ist, wird die Kraftunterstützungseinrichtung von der Betätigungseinrichtung
vorzugsweise aus ihrem ersten inaktiven Betriebszustand in ihren
zweiten aktiven Betriebszustand versetzt, wenn eine Zuladung, die
der Hälfte der
maximalen Zuladung, d. h. 30 kg entspricht, in die absenkbare Schale
des Gepäckfachs
eingebracht wird. Mit anderen Worten, als vorgegebener Schwellenwert
zur Aktivierung der Kraftunterstützungseinrichtung
wird vorzugsweise eine Gewichtskraft und/oder ein Gewichtsmoment
gewählt,
die/das sich aus einer Zuladung von 30 kg in die absenkbare Schale
des Gepäckfachs
ergibt/ergeben. Dadurch wird gewährleistet,
dass ein Anwender keine zu große
Handkraft zum Schließen
des Gepäckfachs
aufbringen muss, so dass das Gepäck
unabhängig
von seiner Beladung komfortabel bedient werden kann.
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Gleichzeitig
ist die Kraftunterstützungseinrichtung
vorzugsweise so ausgelegt, dass die von ihr bereitgestellte Unterstützungskraft
bzw. das von ihr bereitgestellte Unterstützungsmoment lediglich eine Zuladung
von 25 kg kompensiert. Dadurch wird sichergestellt, dass sich ein
mit dem erfindungsgemäßen, passiv
wirkenden Kraftunterstützungssystem ausgestattetes
Gepäckfach
im beladenen Zustand auch dann selbsttätig öffnet, wenn sich die Kraftunterstützungseinrichtung
in ihrem zweiten aktiven Betriebszustand befindet.
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Das
erfindungsgemäße Kraftunterstützungssystem
umfasst vorzugsweise ferner eine Zustandserfassungseinrichtung,
die dazu eingerichtet ist, zu erfassen, ob sich die absenkbare Schale
des Gepäckfachs
in ihrer oberen geschlossenen Stellung oder in ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung befindet. Beispielsweise kann die Zustandserfassungseinrichtung
einen Berührungssensor
umfassen, der an einem an einer Seitenwand der absenkbaren Schale
des Gepäckfachs
angebrachten Endanschlag angeordnet ist und mit einem korrespondierenden
strukturfesten Anschlagelement zusammenwirkt. Das Anschlagelement
kann beispielsweise an einer strukturfesten Seitenwand des Gepäckfachs befestigt
sein. Anstelle eines Berührungssensors kann
die Zustandserfassungseinrichtung jedoch auch einen optischen Sensor,
einen Induktionssensor, Dehnmessstreifen, einen kapazitiven Abstandsmesser
oder einen Drucksensor umfassen.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfasst das erfindungsgemäße Kraftunterstützungssystem
eine elektronische Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die
Betätigungseinrichtung in
Abhängigkeit
der von der Lastermittlungseinrichtung ermittelten, auf die absenkbare
Schale des Gepäckfachs
wirkenden Last und/oder der von der Zustandserfassungseinrichtung
erfassten Stellung der absenkbaren Schale des Gepäckfachs
anzusteuern. Das Kraftunterstützungssystem
ist dann besonders energieeffizient betreibbar, da das System lediglich Steuerstrom
zum Betrieb der Lastermittlungseinrichtung sowie zur Ansteuerung
der Betätigungseinrichtung
benötigt.
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Die
vorzugsweise als analoge Steuereinheit, beispielsweise als speicherprogrammierbare
Steuereinheit ausgebildete elektronische Steuereinheit empfängt vorzugsweise
Signale von der Lastermittlungseinrichtung und errechnet aus diesen
Signalen eine auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs wirkende Gewichtskraft
und/oder ein auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs wirkendes Gewichtsmoment.
Die/das so ermittelte auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs
wirkende Gewichtskraft/Gewichtsmoment kann dann von der elektronischen
Steuereinheit mit einem entsprechenden vorgegebenen Schwellenwert
verglichen werden. Schließlich
kann die elektronische Steuereinheit ein entsprechendes Ansteuersignal
an die Betätigungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
ausgeben, wenn die/das auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs
wirkende Gewichtskraft/Gewichtsmoment den entsprechenden vorbestimmten
Schwellenwert überschreitet.
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In ähnlicher
Weise kann die elektronische Steuereinheit Signale von der Zustandserfassungseinrichtung
empfangen, aus denen die elektronische Steuereinheit ermitteln kann,
ob sich die absenkbare Schale des Gepäckfachs in ihrer oberen geschlossenen
Stellung oder in ihrer unteren geöffneten Be- bzw. Entladestellung
befindet. Vorzugsweise gibt die elektronische Steuereinheit nur
dann an Ansteuersignal an die Betätigungseinrichtung aus, auf
dessen Empfang hin die Betätigungseinrichtung
die Kraftunterstützungseinrichtung
aus ihrem ersten inaktiven Betriebszustand in ihren zweiten aktiven
Betriebszustand versetzt, wenn sich die absenkbare Schale des Gepäckfachs
in ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung befindet.
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Die
Betätigungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystem
kann einen Elektromotor oder einen schaltbaren Magneten umfassen.
Beispielsweise kann der Elektromotor als elektrischer Schrittmotor
ausgebildet sein und eine Gewindestange eines Spindeltriebs antreiben.
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Die
Kraftunterstützungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystem
umfasst vorzugsweise eine teleskopisch in einem hohlzylindrisch
ausgebildeten Überrohr
geführte
schaltbare Gasdruckfeder. Im ersten inaktiven Betriebszustand der
Kraftunterstützungseinrichtung
wird die Gasdruckfeder beim Öffnen
bzw. Schließen
des mit der erfindungsgemäßen Kraftunterstützungseinrichtung ausgestatteten
Gepäckfachs
teleskopisch in dem hohlzylindrisch ausgebildeten Überrohr
verschoben. Eine Relativbewegung zwischen einem Zylinder und einem
Kolben der Gasdruckfeder findet dagegen nicht statt. Im zweiten
aktiven Betriebszustand der Kraftunterstützungseinrichtung stützt sich
die Gasdruckfeder dagegen in dem Überrohr ab, während der
Kolben der Gasdruckfeder relativ zu dem Zylinder der Gasdruckfeder
verschoben wird und die von der Gasdruckfeder erzeugte Federkraft
auf einen Lagerpunkt der Gasdruckfeder an der absenkbaren Schale des
Gepäckfachs
aufbringt.
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Die
Betätigungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
wirkt vorzugsweise auf ein Ventil der schaltbaren Gasdruckfeder, um
die Kraftunterstützungseinrichtung
aus ihrem ersten inaktiven Betriebszustand in ihren zweiten aktiven
Betriebszustand oder aus ihrem zweiten aktiven Betriebszustand in
ihren ersten inaktiven Betriebszustand zu versetzen. Beispielsweise
kann eine von einem Elektromotor angetriebene Gewindestange mit einer
entsprechenden Schalteinrichtung zusammenwirken, um das Ventil der
schaltbaren Gasdruckfeder zu öffnen
bzw. zu schließen.
Durch das Öffnen
des Ventils wird die schaltbare Gasdruckfeder aktiviert und somit
die Kraftunterstützungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
in seinen zweiten aktiven Betriebszustand versetzt.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
für ein
Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale wird nachfolgend anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen
näher erläutert, von
denen:
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1 ein
Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale im schlossenen Zustand zeigt, bei dem sich
eine Kraftunterstützungseinrichtung
eines erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
in ihrem ersten inaktiven Betriebszustand befindet,
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2 einen
Ausschnitt des in 1 dargestellten Gepäckfachs
im Querschnitt zeigt,
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3 ein
Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale im geöffneten Zustand zeigt, bei
dem sich die Kraftunterstützungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
in ihrem ersten inaktiven Betriebszustand befindet,
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4 einen
Ausschnitt des in 3 dargestellten Gepäckfachs
im Querschnitt zeigt,
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5 ein
Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale im geschlossenen Zustand zeigt, bei
dem sich die Kraftunterstützungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
in ihrem zweiten aktiven Betriebszustand befindet,
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6 einen
Ausschnitt des in 5 dargestellten Gepäckfachs
im Querschnitt zeigt,
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7 ein
Gepäckfach
mit einer absenkbaren Schale im geöffneten Zustand zeigt, bei
dem sich die Kraftunterstützungseinrichtung
des erfindungsgemäßen Kraftunterstützungssystems
in ihrem zweiten aktiven Betriebszustand befindet, und
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8 einen
Ausschnitt des in 7 dargestellten Gepäckfachs
im Querschnitt zeigt.
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1 zeigt
ein insbesondere zum Einsatz in einem Passagierflugzeug geeignetes
Gepäckfach 10,
das ein an einer Flugzeugstruktur befestigbares Gepäckfachgehäuse 12 sowie
eine absenkbare Schale 14 umfasst. Die absenkbare Schale 14 des Gepäckfachs 10 ist
um einen Drehpunkt P zwischen einer in der 1 gezeigten
oberen geschlossenen Stellung und einer in der 3 dargestellten
unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung
verschwenkbar. In der unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung können
Gepäckstücke in der
Schale 14 abgelegt bzw. aus der Schale 14 entnommen
werden.
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Um
eine zum Verschwenken der absenkbaren Schale 14 aus ihrer
unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung in ihre obere geschlossene Stellung erforderliche
Handkraft zu reduzieren, weist das Gepäckfach 10 ein Kraftunterstützungssystem 16 auf. Das
Kraftunterstützungssystem 16 umfasst
eine in den Figuren nicht näher
veranschaulichte Lastermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer
auf die absenkbare Schale 14 des Gepäckfachs 10 wirkenden
Last. Die Lastermittlungseinrichtung umfasst einen Wiegeboden mit
einer Wiegeplatte, die einen Boden der absenkbaren Schale 14 bildet
und auf einer Mehrzahl von Gewichtssensoren gelagert ist. Die Sensoren
der Lastermittlungseinrichtung übertragen
Signale an eine als analoge speicherprogrammierte Steuereinheit
ausgeführte
und in den Figuren ebenfalls nicht gezeigte elektronische Steuereinheit.
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Wie
insbesondere aus der 3 ersichtlich ist, wird der
maximale Öffnungswinkel
der absenkbaren Schale 14 des Gepäckfachs 10 durch einen
an einer Seitenwand der absenkbaren Schale 14 befestigten
Endanschlag 18 festgelegt, der in der in der 3 gezeigten
unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung der absenkbaren Schale 14 in Anlage
an ein Anschlagelement 20 gerät, das ortsfest an einer der
Seitenwand der absenkbaren Schale 14 gegenüberliegenden
Seitenwand des Gepäckfachgehäuses 12 befestigt
ist. An dem Endanschlag 18 ist ein Berührungssensor 22 befestigt,
der in der unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung der absenkbaren Schale 14 mit
dem Anschlagelement 20 zusammenwirkt. Der Berührungssensor 22 übermittelt
entsprechende, ein Anliegen des Endanschlags 18 an dem Anschlagelement 20 signalisierende
Signale an die elektronische Steuereinheit und bildet somit gemeinsam
mit dem Anschlagelement 20 eine Zustandserfassungseinrichtung,
mit deren Hilfe bestimmt werden kann, ob sich die absenkbare Schale 14 des
Gepäckfachs 10 in
ihrer oberen geschlossenen Stellung oder in ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung befindet.
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Das
Kraftunterstützungssystem 16 weist
ferner eine Kraftunterstützungseinrichtung 24 auf,
die eine teleskopisch in einem hohlzylindrisch ausgebildeten Überrohr 26 geführte schaltbare
Gasdruckfeder 28 umfasst. In einem Punkt A ist das Überrohr 26 drehbar
an dem strukturfesten Gehäuse 12 des
Gepäckfachs 10 angelenkt.
Während
ein erstes Ende der einen Zylinder 29 sowie einen Kolben 30 umfassenden
Gasdruckfeder 28 in dem Überrohr 26 aufgenommen
ist, ist ein zweites Ende der Gasdruckfeder 28 über eine
Halterung 31 in einem Punkt B drehbar mit der absenkbaren
Schale 14 verbunden.
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Das
Kraftunterstützungssystem 16 umfasst ferner
eine Betätigungseinrichtung 32,
die einen elektrischen Schrittmotor 34 sowie eine von dem Schrittmotor 34 angetriebene
Gewindestange 36 umfasst. Die Gewindestange 36 ist
mit einem Hebel 38 verbunden, der eine Schalteinrichtung
zum Öffnen bzw.
Schließen
eines Ventils der Gasdruckfeder 28 bildet. Durch eine Betätigung des
Hebels 38 kann das Ventil der Gasdruckfeder 28 geöffnet bzw.
geschlossen und dadurch die Gasdruckfeder 28 aktiviert
bzw. deaktiviert werden. Der elektrische Schrittmotor 34 der
Betätigungseinrichtung 32 wird
von der elektronischen Steuereinheit in Abhängigkeit der Signale angesteuert,
die die elektronische Steuereinheit von der Lastermittlungseinrichtung
und dem Berührungssensor 22 empfängt.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise des Gepäckfachs 10 und insbesondere
die Funktionsweise des Kraftunterstützungssystems 16 erläutert.
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Im
unbeladenen Zustand des Gepäckfachs 10 ist
das Ventil der Gasdruckfeder 28 geöffnet, so dass die Gasdruckfeder 28 keine
Kraft auf die absenkbare Schale 14 des Gepäckfachs 10 aufbringt. Wie
insbesondere aus einem Vergleich der 1 mit der 3 bzw.
der 2 mit der 4 deutlich
wird, wird die Gasdruckfeder 28 beim Verschwenken der absenkbaren
Schale 14 des Gepäckfachs 10 zwischen
ihrer oberen geschlossenen Stellung und ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung teleskopisch in dem Überrohr 26 verschoben,
ohne dass es dabei zu einer Relativbewegung zwischen dem Zylinder 29 und
dem Kolben 30 der Gasdruckfeder 28 kommt.
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Wenn
ein Gepäckstück in die
absenkbare Schale 14 des Gepäckfachs 10 eingelegt
wird, werden von den Gewichtssensoren der Lastermittlungseinrichtung
entsprechende Signale an die elektronische Steuereinheit gesendet.
Aus diesen Signalen ermittelt die elektronische Steuereinheit ein
von dem Gepäckstück in Abhängigkeit
seiner Position relativ zu dem Drehpunkt P auf die absenkbare Schale 14 des
Gepäckfachs 10 aufgebrachtes
Gewichtsmoment. Solange das von dem Gepäckstück auf die absenkbare Schale 14 aufgebrachte
Gewichtsmoment unter einem in der elektronischen Steuereinheit gespeicherten
vorgegebenen Schwellenwert liegt, sendet die elektronische Steuereinheit
keine Signale an die Betätigungseinrichtung 32.
Wenn das Gepäckfach 10 für eine maximale
Zuladung von 60 kg ausgelegt ist, entspricht somit der vorgegebene
Gewichtsmoment-Schwellenwert einem Gewichtsmoment, das beim Einbringen
eines 30 kg schweren Gepäckstücks in die
absenkbare Schale 14 auf die absenkbare Schale 14 wirkt.
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Wenn
dagegen das von der elektronischen Steuereinheit anhand der von
den Sensoren der Lastermittlungseinrichtung übermittelten Signale bestimmte
auf die absenkbare Schale 14 des Gepäckfachs 10 wirkende
Gewichtsmoment den vorgegebenen Gewichtsmoment-Schwellenwert überschreitet, überprüft die elektronische
Steuereinheit anhand der Signale des Berührungssensors 22,
ob sich die absenkbare Schale 14 des Gepäckfachs 10 in
ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung befin det. Nur wenn dies der Fall ist, gibt
die elektronische Steuereinheit ein entsprechende Ansteuersignal
an die Betätigungseinrichtung 32 aus.
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In
Reaktion auf das Ansteuersignal von der elektronischen Steuereinheit
wird der elektrische Schrittmotor 34 der Betätigungseinrichtung 32 betätigt, so
dass sich die von dem Motor 34 angetriebene Gewindestange 36 in
den Figuren nach oben bewegt. Dadurch wird der mit der Gewindestange 36 verbundene
Hebel 38 nach oben gedrückt
und das Ventil der Gasdruckfeder 28 geöffnet. Infolgedessen wird von der
Gasdruckfeder 28 über
den Kolben 30 eine Unterstützungskraft F und somit ein
Unterstützungsmoment
auf die absenkbare Schale 14 des Gepäckfachs 10 aufgebracht,
die/das der/dem durch das in die absenkbare Schale 14 eingebrachte
Gepäckstück auf die
absenkbare Schale 14 wirkenden Gewichtskraft/Gewichtsmoment
entgegenwirkt (siehe 5 bis 8).
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Die
Gasdruckfeder 28 stellt in ihrem aktiven Zustand eine konstante
Unterstützungskraft
F bereit. Ein Anwender muss somit beim Verschwenken der absenkbaren
Schale 14 des Gepäckfachs 10 aus
ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung in ihre obere geschlossene Stellung lediglich
eine um die Unterstützungskraft
F der Gasdruckfeder 28 verminderte Handkraft aufbringen.
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Wie
aus den 5 bis 8 ersichtlich
ist, stützt
sich das erste Ende der Gasdruckfeder 28 im aktiven Zustand
der Gasdruckfeder 28 in dem Überrohr 26 ab. Eine
beim Verschwenken der absenkbaren Schale 14 des Gepäckfachs 10 zwischen
ihrer unteren geöffneten
Be- bzw. Entladestellung und ihrer oberen geschlossenen Stellung
auftretende Relativverschiebung erfolgt im aktiven Zustand der Gasdruckfeder 28 nicht
länger
zwischen dem Zylinder 29 der Gasdruckfeder 28 und
dem Überrohr 26,
sondern zwischen dem Zylinder 29 und dem Kolben 30 der Gasdruckfeder.
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Die
Gasdruckfeder 28 ist so ausgelegt, dass die von ihr bereitgestellte
Unterstützungskraft
F dazu in der Lage ist, ein Gewichtsmoment zu kompensieren, das
beim Einbringen eines 25 kg schweren Gepäckstücks in die absenkbare Schale 14 auf
die absenkbare Schale 14 wirkt.