DE102008052873A1

DE102008052873A1 - Frachtkraftantriebseinheit mit zweiseitig gerichteter Antriebstraktion

Info

Publication number: DE102008052873A1
Application number: DE102008052873A
Authority: DE
Inventors: Ian Roe Diamond Bar Stewart
Original assignee: Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2028-10-24
Also published as: FR2923457A1; FR2923457B1; DE102008052873B4; US20090120767A1; US7717252B2

Abstract

Eine Kraftantriebseinheit für das Antreiben von Frachtbehältern und Paletten in einer gewünschten Richtung über eine Vielzahl von Rollenelementen der Frachtladefläche schließt einen länglichen Bügel (112) mit einem drehbaren Ende (114) und einem entgegengesetzten Ende (116) ein. Das drehbare Ende (114) ist mit einer Ladeflächenhaltestruktur drehbar verbunden. Eine Antriebsrolle (120) ist drehbar am Bügel (112) montiert. Mindestens ein elastisches Element (158) ist zwischen dem entgegengesetzten Ende (116) des Bügels (112) und dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur angeordnet. Ein Antriebsmotor (160), der mit der Antriebsrolle (120) gekuppelt ist, dreht selektiv die Antriebsrolle (120) in zwei entgegengesetzten Richtungen. Ein Reaktionsglied (172), das mit dem Antriebsmotor (160) verbunden ist, ist mindestens teilweise beweglich mit der Ladeflächenhaltestruktur in Eingriff, um mindestens eine gewisse Drehbewegung des Bügels (112) zu gestatten, und um im Wesentlichen die Drehung des Antriebsmotors (160) relativ zum Bügel (112) zu verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft bordeigene Frachthandlingsysteme für Flugzeuge und spezieller eine Kraftantriebseinheit, die den Antriebs-, Brems- und Haltekontakt mit einer unregelmäßigen Unterseite eines Frachtbehälters oder einer -Palette aufrecht erhalten kann, und die eine im Wesentlichen gleiche Antriebstraktion in zwei entgegengesetzten Richtungen bewirken kann.
Gegenstände, die per Flugzeug versandt werden, werden typischerweise zuerst auf speziell ausgebildete Paletten oder in speziell ausgebildete Behälter geladen. In der Luftfrachtindustrie werden diese verschiedenen Paletten und Behälter im Allgemeinen als Einheitsladevorrichtungen (oder englisch „Unit Load Devices", abgekürzt „ULDs" bezeichnet). ULDs sind in verschiedenen Größen, Formen und Kapazitäten verfügbar.
Eine ULD wird typischerweise mit Fracht an einer Stelle beladen, die nicht in unmittelbarer Nähe eines Flugzeuges ist. Sobald eine ULD mit Frachtstücken beladen ist, wird die ULD gewogen, zum Flugzeug transportiert und in ein Flugzeug durch eine Türöffnung oder Luke unter Verwendung einer Förderrampe, Scherenhebebühne oder dergleichen eingeladen. Sobald sie im Inneren des Flugzeuges ist, wird eine ULD innerhalb der Frachtkammer in ihre endgültige Stauposition bewegt. Mehrere ULDs werden an Bord des Flugzeuges gebracht, und eine jede wird in ihrer jeweiligen Stauposition angeordnet. Sobald das Flugzeug seinen Bestimmungsort erreicht hat, werden die ULDs aus dem Flugzeug in einer Weise ausgeladen, die der Verfahrensweise beim Einladen entgegengesetzt ist.
Um die Bewegung einer ULD innerhalb einer Frachtkammer des Flugzeuges zu erleichtern, während die ULD eingeladen, verstaut und ausgeladen wird, weist die Ladefläche einer Frachtkammer des Flugzeuges typischerweise eine Anzahl von angehobenen Rollenelementen auf. Diese Rollenelemente schließen oftmals längliche Rollenmulden, die sich in Längsrichtung entlang der Länge der Frachtladefläche erstrecken, Kugelplatteneinheiten und dergleichen ein. Beispielsweise schließen die Rollenmulden typischerweise längliche Reihen von zylindrischen Rollen ein, die sich in einer Richtung nach vorn und nach hinten erstrecken. Kugelplatteneinheiten schließen Platten mit nach oben vorstehenden drehbaren Kugeln ein. Die ULDs sitzen oben auf diesen Rollenelementen, und die Rollenelemente erleichtern die Rollbewegung der ULDs innerhalb der Frachtkammer. Frachtladeflächen sind ebenfalls im Allgemeinen mit einer Vielzahl von Kraftantriebseinheiten, oder englisch „Power Drive Units", abgekürzt „PDUs", ausgestattet. PDUs sind elektrisch angetriebene Rollen, die selektiv eingeschaltet werden können, um eine ULD in einer gewünschten Richtung über die Rollenelemente einer Frachtladefläche zu treiben oder anzutreiben.
Im Großen und Ganzen kommen PDUs in zwei Grundausführungen vor. Eine erste Ausführung von PDUs wird an einer Struktur der Frachtladefläche so gesichert, dass sich die angetriebene Antriebsrolle nur in einer Richtung nach vorn und nach hinten innerhalb eines Frachtraumes drehen kann. Eine derartige „fixierte" PDU wird typischerweise innerhalb einer Frachtrollenmulde so installiert, dass die Antriebsrolle der PDU über eine Ebene vorsteht, die durch die obersten Abschnitte von benachbarten Rollenelementen definiert wird, wenn die Antriebsrolle in einer aktiven Position ist. Die Antriebsrolle kann entweder ein aufgepumpter Reifen oder eine starre Rolle mit einer elastomeren Einfassung sein. Der sich drehende Reifen oder die sich drehende Rolle berührt und ergreift den Boden einer darüberliegenden ULD, so dass die ULD in einer gewünschten Richtung durch die Traktion zwischen der Rolle und der Unterseite der ULD angetrieben wird. Derartige stationäre PDUs sind oftmals so ausgebildet, dass die Antriebsrolle selektiv zwischen einer aktiven angehobenen Position und einer eingefahrenen inaktiven oder Stauposition bewegt werden kann. Das Anheben der Antriebsrolle aus der eingefahrenen Position kann mittels Federn, eines elektrisch betätigten Hebemechanismus oder dergleichen vorgenommen werden. Derartige fixierte PDUs werden typischerweise an Stellen auf der Frachtladefläche entfernt von einer Ladetür des Flugzeuges installiert, wo eine Bewegung der ULD im Wesentlichen auf Richtungen nach vorn und nach hinten begrenzt werden kann.
Eine zweite Ausführung von PDUs ist als „steuerbare PDU" bekannt. Bei einer typischen steuerbaren PDU ist die Antriebsrolle auf einem drehbaren Rahmen oder einem Drehtisch montiert, der selektiv ausgerichtet werden kann, um die Antriebsrolle innerhalb eines Frachtraumes in einer gewünschten Richtung auszurichten. Wie die vorangehend beschriebenen fixierten PDUs kann eine steuerbare PDU so ausgebildet werden, dass sie die Antriebsrolle zwischen ihrer aktiven angehobenen Position und ihrer inaktiven eingefahrenen Position anhebt und einfährt. Steuerbare PDUs werden im Allgemeinen an Stellen auf der Frachtladefläche installiert, die in unmittelbarer Nähe einer Ladetür des Flugzeuges sind, wo eine ULD eine Bewegung in einer Richtung erfordern kann, die nicht nach vorn oder nach hinten geht, während die ULD eingeladen und/oder ausgeladen wird.
Die Bodenflächen der ULDs können entweder infolge ihrer ursprünglichen Konstruktion oder infolge einer Beschädigung oder Verformung durch die bisherige Benutzung unregelmäßig sein. Wenn sich eine ULD mit einer unregelmäßigen Bodenfläche über eine aktive PDU bewegt, kann dementsprechend der Grad des Kontaktes zwischen der Antriebsrolle der Einheit und der ULD zwischen einem vollständigen Kontakt, einem teilweisen Kontakt und einem Nullkontakt variieren. Sobald der Kontakt zwischen der Antriebsrolle und der unregelmäßigen Fläche der ULD verlorengegangen oder im Wesentlichen verringert ist, kann die Traktionskraft zwischen der Antriebsrolle und der ULD verlorengehen oder verringert werden. Wenn es zu einer derartigen verlorengegangenen oder verringerten Traktion kommt, kann die Bewegung der ULD innerhalb des Frachtraumes verlangsamt oder zum Stillstand gebracht werden, was den Lade- oder Entladevorgang der Fracht nachteilig beeinflusst. Obgleich die Antriebsrollen, die elastische aufgepumpte Reifen enthalten, ein bestimmtes Maß an Veränderung beim Kontakt zwischen der Antriebsrolle und einer ULD aufnehmen können, sind die nicht aufgepumpten Antriebsrollen an Veränderungen hinsichtlich der Geometrie der Unterfläche einer ULD im Wesentlichen weniger anpassbar.
Eine Lösung für dieses Problem des verlorengegangenen oder verringerten Kontaktes und Traktion zwischen einer Antriebsrolle 20 und einer unregelmäßigen Bodenfläche 42 einer ULD 40 wird in 1 veranschaulicht. In 1 weist ein lastnachgiebiges PDU-Hebesystem 10 eine Antriebsrolle 20 auf einer Antriebswelle 22 auf, die drehbar an einem Bügel 12 montiert ist. Wie er hierin verwendet wird, bedeutet der Begriff „lastnachgiebig" die Fähigkeit, sich automatisch an wesentliche Veränderungen oder Unregelmäßigkeiten der Geometrie der Unterfläche einer ULD anzupassen, die eine Antriebsrolle der PDU berührt. Ein erstes Ende 14 des Bügels 12 ist drehbar an einer Basis 30 um eine Drehachse 18 montiert. Ein zweites Ende 16 des Bügels 12 wird vertikal durch eine oder mehrere Federn 50 getragen, die zwischen dem zweiten Ende 16 und der Basis 30 angeordnet sind. Während die Feder durch eine vertikale Last „L" auf die Antriebsrolle 20 zusammengedrückt wird, bewegt sich dementsprechend das zweite Ende 16 des Bügels 12 nach unten, der Bügel 12 dreht sich nach unten, und die angebrachte Antriebsrolle 20 bewegt sich ebenfalls nach unten. Umgekehrt, während die Feder 50 das zweite Ende 16 nach oben drückt, dreht sich der Arm 12 nach oben, und die angebrachte Antriebsrolle 20 bewegt sich ebenfalls nach oben. Somit gestattet die Feder 50, dass sich die Antriebsrolle 20 nach oben und nach unten bewegt, wie es erforderlich ist, um einen Kontakt mit einer unregelmäßigen Bodenfläche 42 der ULD 40 aufrechtzuerhalten, während die ULD 40 durch eine Traktionskraft „F_T" angetrieben wird, die durch die Rolle 20 angewandt wird. Die Feder (oder Federn) 50 ist so bemessen, dass die von der Feder 50 angewandte vertikale Kraft ausreichend ist, um einen Reibschluss zwischen der Antriebsrolle 20 und der Bodenfläche der ULD unter der Last L aufrechtzuerhalten. Das in 1 gezeigte PDU-Hebesystem 10 kann für eine Montage an einer stationären Halterung, einem Rahmen oder einer Basis 30 oder für eine Montage an einer steuerbaren sich drehenden Halterung oder Rahmen ausgeführt werden. Außerdem kann das PDU-Hebesystem 10 so ausgeführt werden, dass die Antriebsrolle 20 selektiv eingefahren werden kann.
Obgleich das in 1 abgebildete lastnachgiebige PDU-Hebesystem 10 wirksam einen Kontakt zwischen der Antriebsrolle 20 und einer unregelmäßigen Bodenfläche 42 der ULD aufrechterhalten kann, zeigt ein derartiges PDU-Hebesystem 10 einige Mängel. Wie in 1 gezeigt wird, ist die Antriebsrolle 20 selektiv funktionsfähig, damit sie in einer Antriebsrichtung „I" im Gegenuhrzeigersinn angetrieben werden und sich drehen kann, und damit sie in einer entgegengesetzten Antriebsrichtung „II" im Uhrzeigersinn angetrieben werden und sich drehen kann. Die Antriebswelle 22 und die Antriebsrolle 20 werden mittels eines Antriebsmotors (in 1 nicht gezeigt) gedreht, der am Bügel befestigt ist. Wenn die Antriebsrolle 20 im Gegenuhrzeigersinn „I" unter einer vertikalen Last L angetrieben wird, wird die Antriebsrolle 20 einer Traktionskraft F_T (wirkt in 1 von links nach rechts) infolge des Reibungswiderstandes zwischen der Antriebsrolle 20 und der Bodenfläche 42 der darüberliegenden ULD 40 unterworfen. Weil die Antriebsrolle 20 mit einem Antriebsmotor verbunden ist, der am Bügel 12 befestigt ist, führt diese Traktionskraft F_T zu einem Drehmoment T_CW im Uhrzeigersinn, das auf den Bügel 12 wirkt, das gleich der Traktionskraft F_T mal dem vertikalen Abstand „H" zwischen der Oberseite der Antriebsrolle 20 und der Drehachse 18 des Bügels ist (T_CW = F_T·H). Das Drehmoment T_CW im Uhrzeigersinn zwingt wiederum den Bügel 12 zu einer Drehung im Uhrzeigersinn, wodurch die Feder 50 zusammengedrückt wird und der Bügel 12 und die Antriebsrolle 20 zu einer Bewegung weg von der ULD 40 veranlasst werden, und wodurch der Grad des Kontaktes zwischen der Antriebsrolle 20 und der Bodenfläche 42 der ULD verringert wird. Weil die Traktionskraft F_T, die von der Antriebsrolle 20 an der ULD 40 angewandt wird, vom Grad des Kontaktes zwischen der Antriebsrolle 20 und der ULD 40 abhängig ist, ist das zusätzliche Zusammendrücken der Feder 50, das sich aus der Drehung der Antriebsrolle 20 im Gegenuhrzeigersinn ergibt, für die Größe der Antriebskraft F_T nachteilig, die wirksam an der Bodenfläche 42 der ULD angewandt wird.
Im Gegensatz dazu, wenn die Antriebsrolle 20 im Uhrzeigersinn „II" angetrieben wird, ist die Richtung der Reibungstraktionskraft F_T entgegengesetzt zu der, die in 1 gezeigt wird (d. h., in 1 von rechts nach links), und das resultierende Drehmoment T_CCW auf den Bügel 12 wirkt daher im Gegenuhrzeigersinn. Dieses Drehmoment T_CCW im Gegenuhrzeigersinn zwingt den Bügel 12 zu einer Drehung im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse 18 des Bügels und zu einer Bewegung nach oben, wodurch der Grad des Kontaktes zwischen der Antriebsrolle 20 und der Unterseite 42 der ULD 40 verstärkt wird. Weil der Grad des Kontaktes zwischen der Antriebsrolle 20 und der Unterseite 42 der ULD durch diese Bewegung verstärkt wird, wird die effektive Traktionskraft F_T auf der Unterseite 42 der ULD 40 durch die Bewegung des Bügels 12 im Gegenuhrzeigersinn verstärkt. Daher weist die lastnachgiebige PDU 10 eine „starke" Antriebsrichtung (in 1 von links nach rechts) und eine „schwache" Antriebsrichtung (in 1 von rechts nach links) auf. Eine mögliche Lösung für dieses Problem ist die Bereitstellung von größeren und steiferen Federn 50, um den Grad des zusätzlichen Zusammendrückens der Feder zu minimieren, das sich aus der Traktionskraft F_T ergibt. Aber derartige große Federn 50 können die Größe und das Gewicht der PDU 10 in unerwünschter Weise vergrößern.
Dementsprechend besteht ein Bedarf an einer lastnachgiebigen PDU und spezieller an einem lastnachgiebigen PDU-Hebesystem, das beim Antreiben der ULDs in zwei entgegengesetzten Richtungen gleichermaßen wirksam ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine Kraftantriebseinheit, die an einem Halterungsabschnitt einer Ladeflächenstruktur des Flugzeuges montiert werden kann. Die Kraftantriebseinheit kann einen länglichen Bügel mit einem drehbaren Ende und einem entgegengesetzten Ende einschließen, wobei das drehbare Ende für eine Drehverbindung mit dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges längs einer Drehachse konstruiert und angeordnet ist. Die Kraftantriebseinheit kann außerdem eine Antriebsrolle, die drehbar am Bügel um eine Rollenachse montiert ist, und mindestens ein Federelement einschließen, das so konstruiert und angeordnet ist, dass es zwischen dem entgegengesetzten Ende des Bügels und dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges angeordnet wird. Außerdem kann die Kraftantriebseinheit einen Antriebsmotor einschließen, der mit der Antriebsrolle gekuppelt ist, der funktionsfähig ist, um die Antriebsrolle um die Rollenachse in zwei entgegengesetzten Richtungen selektiv zu drehen. Außerdem kann die Erfindung ein Reaktionsglied einschließen, das mit dem Antriebsmotor verbunden ist, das so konstruiert und angeordnet ist, dass es mindestens teilweise beweglich mit dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges in Eingriff gebracht wird, um mindestens eine gewisse Drehbewegung zwischen dem Bügel und dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges zu gestatten, und um im Wesentlichen eine Drehung des Antriebsmotors relativ zum Bügel zu verhindern.
Außerdem schließt die Erfindung eine Kraftantriebseinheit mit einer durch einen Antriebsmotor angetriebenen Antriebsrolle und einer Einrichtung für das Halten der Antriebsrolle in unmittelbarer Nähe zu einem Fußboden einer Frachtladefläche ein. Die Kraftantriebseinheit kann außerdem eine Einrichtung für das elastische Vorspannen der angetriebenen Antriebsrolle in einer Aufwärtsrichtung und eine Einrichtung separat von der Einrichtung für das Vorspannen einschließen, um im Wesentlichen die Übertragung von Torsionslasten von der Antriebsrolle auf den Bügel zu verhindern.
Die Erfindung schließt ebenfalls eine Kraftantriebseinheit für ein Flugzeug mit einer Frachtladeflächenstruktur ein. Die Kraftantriebseinheit kann einen selektiv drehbaren Rahmen, der für ein Montieren an der Frachtladeflächenstruktur konstruiert und angeordnet ist, und einen länglichen Bügel mit einem drehbaren Ende und einem entgegengesetzten Ende einschließen, wobei das drehbare Ende mit einem ersten Abschnitt des selektiv drehbaren Rahmens längs einer Drehachse drehbar verbunden wird. Die Kraftantriebseinheit kann ebenfalls eine drehbar am Bügel montierte Antriebsrolle und einen Antriebsmotor einschließen, der mit der Antriebsrolle gekuppelt ist, die mit dem selektiv drehbaren Rahmen in einer Weise in Eingriff gebracht wird, die mindestens eine gewisse Drehbewegung des Bügels um die Drehachse gestattet, und die eine wesentliche Drehung des Antriebsmotors relativ zum Bügel verhindert. Außerdem kann die Kraftantriebseinheit mindestens ein Federelement einschließen, das zwischen dem entgegengesetzten Ende des Bügels und einem zweiten Abschnitt des selektiv drehbaren Rahmens angeordnet wird.
Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigt:
1 eine schematische Seitenansicht einer lastnachgiebigen PDU nach dem bisherigen Stand der Technik;
2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführung eines lastnachgiebigen Hebesystems für eine Kraftantriebseinheit entsprechend der Erfindung;
3A eine Seitenansicht des in 2 gezeigten lastnachgiebigen Hebesystems mit der Antriebsrolle in einer eingefahrenen inaktiven Position;
3B eine Seitenansicht des in 2 und 3A gezeigten lastnachgiebigen Hebesystems mit der Antriebsrolle in einer angehobenen aktiven Position;
4 eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Reaktionsgliedabschnittes des in 2 bis 3B gezeigten lastnachgiebigen Hebesystems;
5 eine perspektivische Draufsicht einer Ausführung einer steuerbaren lastnachgiebigen Kraftantriebseinheit entsprechend der Erfindung;
6 eine weitere perspektivische Draufsicht der in 5 gezeigten steuerbaren lastnachgiebigen Kraftantriebseinheit, wobei ein oberer Deckel entfernt wurde;
7 eine untere perspektivische Ansicht der in 5 und 6 gezeigten steuerbaren lastnachgiebigen Kraftantriebseinheit;
8 eine perspektivische Seitenansicht eines Hebesystemabschnittes der in 5 bis 7 gezeigten steuerbaren lastnachgiebigen Kraftantriebseinheit; und
9 eine Seitenansicht des in 8 gezeigten Hebesystems mit der Antriebsrolle in der angehobenen aktiven Position.
Eine Ausführung einer lastnachgiebigen PDU mit einem verbesserten Hebesystem 100 entsprechend der Erfindung wird in 2 bis 4 gezeigt. Wie in 2 bis 3B gezeigt wird, kann das PDU-Hebesystem 100 einen länglichen Bügel 112 mit einem ersten Ende 114 und einem entgegengesetzten zweiten Ende 116 einschließen. Wie in 3A und 3B gezeigt wird, kann das erste Ende 114 mit einer Basis oder einem Rahmen 190 mittels eines oder mehrerer Gelenkbolzen 118 drehbar verbunden werden. Wie in 2 und 3A bis 3B gezeigt wird, schließt das zweite Ende 116 des Bügels 112 eine Auflagerplatte 117 mit einer Bodenfläche ein, die mit einem Kolben 152 einer Schraubenfederbaugruppe 150 in Berührung kommt. In der gezeigten Ausführung schließt die Federbaugruppe 150 ein Gehäuse 156 mit einem Boden 154 und einem beweglichen Oberteil oder Kolben 152 ein. Eine oder mehrere Schraubenfedern 158 sind vertikal innerhalb des Gehäuses 156 zwischen dem Boden 154 und dem Kolben 152 angeordnet. Wie in 3A und 3B gezeigt wird, ist der Boden 154 des Gehäuses 156 der Federbaugruppe an der Basis oder am Rahmen 190 befestigt, wie beispielsweise mit Schrauben oder dergleichen. Der Abstand zwischen dem Boden 154 und dem Kolben 152 und die Länge der Schraubenfedern 158 können so ausgewählt werden, dass die Federn vorgedruckt und vorbelastet werden, wenn der Kolben 152 in einer obersten Position ist.
Wie in 3A und 3B gezeigt wird, ist eine Antriebsrolle 120 an einer Antriebswelle 121 befestigt, die drehbar durch den Bügel 112 getragen wird. Wie in 2 gezeigt wird, kann die Antriebsrolle eine im Wesentlichen starre Nabe 122 einschließen, die durch einen Gummi oder eine polymere Einfassung 124 umgeben wird. Alternativ kann die Antriebsrolle 120 ein aufpumpbarer Reifen sein, der auf der Nabe 122 montiert wird. Ein Antriebsmotor 160 ist mit der Antriebswelle 121 gekuppelt und ausgebildet, um die Antriebswelle 121 und die verbundene Antriebsrolle 120 in zwei entgegengesetzten Rotationsrichtungen selektiv anzutreiben, wie beispielsweise den Richtungen nach vorn und nach hinten. Der Antriebsmotor 160 kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Bei dieser Ausführung und im Gegensatz zu vorhergehenden PDUs ist der Antriebsmotor 160 nicht mit dem Bügel 112 verbunden. Daher ist die Antriebsrolle 120 nicht in der Lage, Torsionslasten auf den Bügel 112 mittels der drehbar verbundenen Antriebswelle 121 und des nicht verbundenen Antriebsmotors 160 anzuwenden. Weil der Antriebsmotor 160 nicht mit dem Bügel verbunden ist, muss der Antriebsmotor 160 anderweitig gegen eine Drehung gehalten werden. Für diesen Zweck trägt ein am Motor 160 befestigter Flansch 174 drehbar eine Rolle 172. Wie in 4 gezeigt wird, wird die Rolle 172 in einem im Wesentlichen vertikalen Schlitz 192 in der Basis oder im Rahmen 190 der Hebeeinheit 100 aufgenommen, die an einer Flugzeugstruktur befestigt oder ein integrierter Teil davon ist, die sich unterhalb einer Frachtladefläche befindet oder einen Teil davon bildet. Wie in 2 gezeigt wird, kann sich eine Hebestütze 180 vom Bügel 112 nach außen erstrecken. Die Federn 158 des PDU-Hebesystems 100 gestatten, dass sich der Bügel 112 um den Bolzen 118 als Reaktion auf die Veränderungen in der Unterseitenfläche einer ULD nach oben und nach unten dreht, wodurch ein wesentlicher Kontakt zwischen der Antriebsrolle 120 und einer darüberliegenden ULD beibehalten wird, wenn die PDU in einer aktiven Anordnung ist und mit der ULD in Eingriff kommt. Die Rolle 172 am Antriebsmotor 160 gestattet, dass sich die Antriebswelle 121 und die Antriebsrolle 120 mit dem Bügel 112 nach oben und nach unten bewegen, verhindert aber im Wesentlichen eine Drehung des Antriebsmotors 160 relativ zur Basis oder zum Rahmen 190.
Das PDU-Hebesystem 100 wird in einer eingefahrenen inaktiven Position in 3A gezeigt, in der die Oberseite der Antriebsrolle 120 unterhalb der Unterseite einer darüberliegenden ULD (durch die Linie C-C angezeigt) positioniert ist. In dieser inaktiven Position wird der Bügel 112 um den Gelenkbolzen 118 so nach unten gedreht, dass die Schraubenfedern 158 durch die Auflagerplatte 117 und den Kolben 152 weiter zusammengedrückt werden. Der Bügel 112 kann in diese eingefahrene Position bewegt und/oder in dieser Position mittels eines Hebebetätigungselementes 182 einer im Fachgebiet bekannten Ausführung gehalten werden. Das Hebebetätigungselement 182 kann mit der in 2 gezeigten Hebestütze 180 in Eingriff kommen und bewirken, dass der Bügel 112 und die Antriebsrolle 120 so positioniert werden, dass kein wesentlicher Kontakt zwischen der Antriebsrolle 120 und der Unterseite einer darüberliegenden ULD (durch die Linie C-C angezeigt) zu verzeichnen ist.
Das PDU-Hebesystem 100 wird in einer angehobenen aktiven Position in 3B gezeigt, in der die Oberseite der Antriebsrolle 120 die Unterseite einer darüberliegenden ULD (wiederum durch die Linie C-C angezeigt) berührt. In dieser aktiven Position werden der Bügel 112 und die Auflagerplatte 117 um den Gelenkbolzen 118 so nach oben gedreht, dass die Schraubenfedern 158 ausgedehnt und daher geringer zusammengedrückt werden als in ihrem maximal zusammengedrückten Zustand, wie in 3A gezeigt wird. Die zusammengedrückten Federn 158 können die Bewegung des Bügels 112 aus der in 3A gezeigten eingefahrenen Position in die in 3B gezeigte aktive Position unterstützen. Der Bügel 112 kann ebenfalls durch das Hebebetätigungselement 182 freigegeben und/oder in diese aktive Position bewegt werden. In der aktiven Position ist die Oberseite der Antriebsrolle 120 in wesentlichem Kontakt mit der unteren Fläche einer darüberliegenden ULD. Außerdem stützt die aktiv positionierte Antriebsrolle 120 mindestens einen Teil „L" des Gewichtes einer darüberliegenden ULD ab.
Wie es vorangehend diskutiert und am besten in 4 gezeigt wird, wird die Rolle 172 am Antriebsmotor 160 in einem Schlitz 192 in der Basis oder im Rahmen 190 der Hebeeinheit 100 aufgenommen, die an einer Flugzeugstruktur befestigt oder ein integrierter Teil davon ist, die sich unterhalb der Frachtladefläche befindet oder einen Teil davon bildet. Die Rolle 172 und der Schlitz 192 arbeiten zusammen, um mindestens eine gewisse vertikale Bewegung des Bügels 112 relativ zur Basis oder zum Rahmen 190 zu gestatten, und um im Wesentlichen die Drehung des Antriebsmotors 160 relativ zum Bügel 112 zu verhindern. Die Rolle 172 und der Schlitz 192 wirken ebenfalls zusammen, um auf jegliche Drehmomentlast an der Antriebsrolle 120 und der verbundenen Antriebswelle 121 zu reagieren, die durch die Traktionskraft F_T an der Antriebsrolle 120 hervorgerufen wird. Weil die Rolle 172 seitlich innerhalb des Schlitzes 192 eingeschränkt ist und sich nur vertikal innerhalb des Schlitzes 192 bewegen kann, ist die Rolle 172 wirksam, um eine im Wesentlichen horizontale Reaktionskraft „R" (in 3B gezeigt) bereitzustellen, die einer Drehung des Antriebsmotors 160 im Uhrzeigersinn entgegenwirkt, die durch die Traktionskraft F_T auf die Antriebsrolle 120 hervorgerufen wird. Dementsprechend wird im Gegensatz zu vorhergehenden PDU-Konstruktionen die Traktionskraft F_T durch den Antriebsmotor 160 und die Basis 190 eher als durch den Bügel 112 getragen. Daher bewirkt im Gegensatz zu vorhergehenden PDUs die Traktionskraft F_T nicht eine Abwärtsbewegung des Bügels 112 und ein zusätzliches Zusammendrücken der Federn 158, wenn sich die Antriebsrolle 120 im Gegenuhrzeigersinn gegen eine untere Fläche einer ULD dreht. Daher wird die effektive Antriebskraft auf eine ULD nicht im Wesentlichen durch ein unerwünschtes weiteres Zusammendrücken der Federn 158 im Ergebnis der Drehung des Bügels 112 nach unten im Uhrzeigersinn als Reaktion auf eine Traktionskraft F_T vermindert. Wie in 3B gezeigt wird, kann die Rollenachse 176 in einer Position positioniert werden, die mit dem Außenradius der Antriebsrolle 120 zusammenfällt, so dass die Reaktionskraft R im Wesentlichen gleich der Traktionskraft F_T ist.
Ein lastnachgiebiges PDU-Hebesystem 100, wie das vorangehend beschriebene, kann ausgebildet werden, damit es auf entweder eine stationäre Basis 190 montiert wird, wie es vorangehend beschrieben wird, oder es kann ausgeführt werden, damit es auf eine steuerbare Basis montiert wird. Eine weitere Ausführung der Erfindung, die auf eine steuerbare Basis oder Rahmen montiert wird, wird nachfolgend beschrieben.
Wie in 5 bis 7 gezeigt wird, schließt eine steuerbare lastnachgiebige PDU 200 einen stationären Rahmen oder Montagering 202 ein. In der gezeigten Ausführung trägt der Montagering 202 einen drehbaren inneren Rahmen oder eine drehbare Platte 208. Die drehbare Platte 208 kann einen abnehmbaren Deckel 204 einschließen, und sie schließt eine Öffnung ein, die gestattet, dass sich eine Antriebsrolle 320 nach oben in eine angehobene aktive Position erstreckt. Wie die vorangehend beschriebene stationäre Ausführung 100 und wie in 5 gezeigt wird, schließt die PDU 200 ebenfalls einen Antriebsmotor 360 und ein Hebebetätigungselement 382 ein. Die steuerbare lastnachgiebige PDU 200 kann ebenfalls mit einem Stromversorgungskabel 203 versehen werden. Wie in 6 gezeigt wird, trägt die drehbare Platte 208 einen PDU-Hebemechanismus 300 innerhalb des stationären äußeren Rahmens 202. Wie in 6, 8 und 9 gezeigt wird, kann der Hebemechanismus 300 ein Paar gegenüberliegende Bügelelemente 312a, 312b einschließen, die jeweils erste Enden 314a, 314b und zweite Enden 316a, 316b aufweisen. Alternativ kann der Hebemechanismus 300 einen einteiligen Bügel einschließen. Die Bügelelemente 312a, 312b können Spiegelbilder voneinander sein. Bei dieser Ausführung sind die ersten Enden 314a, 314b der Bügelelemente 312a, 312b mit dem drehbaren inneren Rahmen 208 mittels eines oder mehrerer Gelenkbolzen oder dergleichen drehbar verbunden. Eine Antriebsrolle 320 ist drehbar mittels einer Antriebswelle 321 (in 9 gezeigt) zwischen den gegenüberliegenden Bügelelementen 312a, 312b montiert und wird durch einen umsteuerbaren Antriebsmotor 360 angetrieben, der mit der Antriebswelle 321 gekuppelt ist.
Mit Bezugnahme auf 6 und 7 kann die steuerbare PDU 200 einen stationären Halterahmen 202 und einen drehbaren Rahmen 208 einschließen. Der stationäre Halterahmen 202 kann an einer Flugzeugstruktur so befestigt werden, dass der Rahmen 202 relativ zu einer Frachtladefläche eines Flugzeuges stationär ist. Ein Betätigungselement 210 kann den drehbaren Rahmen 208 relativ zum Halterahmen 202 selektiv drehen, so dass die Antriebsrolle 320 in einer gewünschten Richtung auf der Frachtladefläche selektiv ausgerichtet werden kann. Der PDU-Hebeabschnitt 300 dieser PDU 200 kann im Wesentlichen der gleiche wie das vorangehend beschriebene PDU-Hebesystem 100 mit Ausnahme dessen sein, wie es nachfolgend weiter beschrieben wird.
Wie in 6 gezeigt wird, schließen die zweiten Enden 316a, 316b der Bügel 312a, 312b des Hebesystems 300 jeweils Rollen 317a, 317b ein. Wie in 6 und 7 gezeigt wird, arbeiten die Rollen 317a, 317b jeweils mit einem ersten und zweiten Nocken 386a, 386b zusammen, die drehbar am Rahmen 208 montiert sind. Eine erste Schraubenfeder 350a ist zwischen dem Rahmen 208 und dem ersten Nocken 386a und eine zweite Schraubenfeder 350a zwischen dem Rahmen 208 und dem zweiten Nocken 386a geschaltet. Eine selektive Tandemdrehung der Nocken 386a, 386b durch das Hebebetätigungselement 382 bewirkt, dass die Rollen 317a, 317b und die zweiten Enden der Bügel 312a, 312b angehoben und abgesenkt werden, wie es gewünscht wird. Die Schraubenfedern 350a, 350b gestatten mindestens eine gewisse elastische Bewegung zwischen dem Rahmen 208 und den Nocken 386a, 386b, wodurch gestattet wird, dass sich die Rollen 317a, 317b, die zweiten Enden der Bügel 312a, 312b und die Antriebsrolle 320 als Reaktion auf einen Kontakt mit einer unregelmäßigen Bodenfläche einer ULD nach oben oder nach unten bewegen. Dementsprechend funktionieren die Schraubenfedern 350a, 350b, um einen Reibschluss zwischen der Antriebsrolle 320 und der Bodenfläche einer darüberliegenden ULD beizubehalten, selbst wenn unterschiedliche Abschnitte der Bodenfläche in der Höhe relativ zur Frachtladefläche variieren.
Wie in 8 und 9 gezeigt wird, schließt das PDU-Hebesystem 300 außerdem ein Verbindungsglied 390 mit einem ersten Ende 392 und einem zweiten Ende 394 ein. Wie in 9 gezeigt wird, ist das erste Ende 392 des Verbindungsgliedes 390 mit einem Flansch 374 am Antriebsmotor 360 drehbar verbunden. Das zweite Ende des Verbindungsgliedes 390 ist drehbar mit dem Rahmen 208 verbunden. Das Verbindungsglied 390 ist so ausgebildet, dass die Verbindung das Drehen der Bügel 312a, 312b nach oben und nach unten um Gelenkpunkte 318a, 318b gestattet, während ebenfalls eine Drehung des Antriebsmotors 360 relativ zu den Bügeln 312a, 312b verhindert wird. Dementsprechend, wie in 9 gezeigt wird, ist das Verbindungsglied 390 in der Lage, eine Reaktionskraft „R" bereitzustellen, die im Wesentlichen parallel zu seiner Längsachse ist. Beim Betrieb, wenn die Antriebsrolle 320 mit einer darüberliegenden ULD in Eingriff kommt, erfährt die Antriebsrolle eine Traktionskraft F_T, die parallel zum Umfang der Rolle 320 ist. Wie in 9 gezeigt wird, wenn die Antriebsrolle 320 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird, wirkt die Traktionskraft F_T in einer Links-nach-Rechts-Richtung an der Oberseite der Rolle 320. Wenn der Antriebsmotor 360 mit einem oder beiden Bügeln 312a, 312b (wie bei den vorhergehenden Konstruktionen) eher als mit dem Rahmen 208 mittels des Verbindungsgliedes 320 verbunden wurde, würden die Nocken 386a, 386b und die Schraubenfedern 350a, 350b auf mindestens einen wesentlichen Teil des resultierenden Drehmomentes im Gegenuhrzeigersinn zwangsläufig reagieren, die Nocken und Federn würden abgelenkt, und die Bügel 312a, 312b und die Antriebsrolle 320 würden sich nach unten bewegen. Eine derartige Abwärtsbewegung würde den Kontakt zwischen der Antriebsrolle 320 und einer darüberliegenden ULD verringern oder eliminieren. Eine derartige Reaktion könnte im Wesentlichen die Größe der Traktionskraft F_T verringern, die bei der darüberliegenden ULD zur Anwendung gebracht wird.
Das Verbindungsglied 390 wirkt jedoch der Traktionskraft F_T entgegen, indem der Drehung des Antriebsmotors 360 ein Widerstand entgegengesetzt wird. Weil die Antriebsrolle 320 nicht in der Lage ist, den Bügeln 312a, 312b mittels der Antriebswelle und des verbundenen Antriebsmotors 360 Torsionslasten zu erteilen, gibt es keine unerwünschte resultierende Abwärtsbewegung der Bügel 312a, 312b und der Antriebsrolle 320 als Reaktion auf eine Torsionstraktionslast F_T an der Antriebsrolle 320. Dementsprechend wird die wirksame Antriebskraft F_T zwischen der Antriebsrolle 320 und einer ULD durch das unerwünschte Einfahren der Antriebsrolle als Reaktion auf eine Traktionskraft F_T nicht im Wesentlichen verringert, wenn die Rolle 320 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird.

Claims

Kraftantriebseinheit, die an einem Halterungsabschnitt einer Ladeflächenstruktur des Flugzeuges montierbar ist, wobei die Kraftantriebseinheit aufweist: (a) einen länglichen Bügel mit einem drehbaren Ende und einem entgegengesetzten Ende, wobei das drehbare Ende für eine Drehverbindung mit dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges entlang einer Drehachse konstruiert und angeordnet ist; (b) eine Antriebsrolle, die drehbar am Bügel um eine Rollenachse montiert ist; (c) mindestens ein elastisches Element, das so konstruiert und angeordnet ist, dass es zwischen dem entgegengesetzten Ende des Bügels und dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges angeordnet wird; (d) einen Antriebsmotor, der mit der Antriebsrolle gekuppelt ist, der funktionsfähig ist, um die Antriebsrolle um die Rollenachse in zwei entgegengesetzten Richtungen selektiv zu drehen; und (e) ein Reaktionsglied, das mit dem Antriebsmotor verbunden ist, wobei das Reaktionsglied so konstruiert und angeordnet ist, dass es mindestens teilweise beweglich mit dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges in Eingriff gebracht wird, um mindestens eine gewisse Drehbewegung zwischen dem Bügel und dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges zu gestatten, und um im Wesentlichen eine Drehung des Antriebsmotors relativ zum Bügel zu verhindern.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 1, bei der das Reaktionsglied ein Verbindungsglied mit einem ersten Ende, das so konstruiert und angeordnet ist, dass es mit dem Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges drehbar verbunden wird, und einem zweiten Ende ist, das drehbar mit dem Antriebsmotor verbunden ist.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 1, bei der das Reaktionsglied eine Rolle ist, die mit dem Antriebsmotor drehbar verbunden ist, und bei der die Rolle so konstruiert und angeordnet ist, dass sie in einem im Wesentlichen vertikalen Schlitz im Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges aufgenommen wird.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 1, bei der der Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges ausgebildet ist, um sich selektiv um eine im Wesentlichen vertikale Achse zu drehen, die im Wesentlichen quer zu einer Längsachse des Bügels verläuft.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 1, bei der der Halterungsabschnitt der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges eine im Wesentlichen starre Basis aufweist, die mit der Ladeflächenstruktur des Flugzeuges verbunden ist.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 1, bei der das elastische Element eine Federbaugruppe aufweist, die eine Vielzahl von Federn einschließt.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 6, bei der mindestens eine der Vielzahl der Federn mindestens teilweise vorbelastet ist.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 1, und die außerdem mindestens einen Hebenocken in Kontakt mit dem freien Ende des Bügels aufweist, wobei das elastische Element zwischen dem Hebenocken und der Halterung angeordnet ist.
Kraftantriebseinheit, die aufweist: (a) eine Antriebsrolle, die von einem Antriebsmotor angetrieben wird; (b) eine Einrichtung für das Halten der Antriebsrolle in unmittelbarer Nähe eines Fußbodens einer Frachtladefläche; (c) eine Einrichtung für das elastische Vorspannen der angetriebenen Antriebsrolle in einer Aufwärtsrichtung; und (d) eine Einrichtung separat von der Einrichtung für das Vorspannen, für das wesentliche Verhindern der Übertragung von Torsionslasten von der Antriebsrolle auf den Bügel.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 9, bei der die Einrichtung für das Halten der Antriebsrolle mindestens einen Bügel mit einem drehbaren Ende aufweist, das drehbar mit einer vertikal stationären Basis verbunden ist.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 10, bei der die Basis selektiv so drehbar ist, dass die Antriebsrichtung der Antriebsrolle selektiv verändert werden kann.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 9, bei der die Einrichtung für das elastische Vorspannen der angetriebenen Antriebsrolle in einer Aufwärtsrichtung eine Federbaugruppe aufweist, die eine Vielzahl von Federn aufweist.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 9, bei der die Einrichtung für das elastische Vorspannen der angetriebenen Antriebsrolle in einer Aufwärtsrichtung mindestens einen elastisch montierten Hebenocken aufweist.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 9, bei der die Antriebsrolle an einem drehbaren Bügel drehbar montiert ist, und bei der die Einrichtung für das wesentliche Verhindern der Übertragung von Torsionslasten ein drehbares Verbindungsglied aufweist, das zwischen dem Antriebsmotor und einer vertikal stationären Basis angeordnet ist.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 9, bei der die Antriebsrolle an einem drehbaren Bügel drehbar montiert ist, und bei der die Einrichtung für das wesentliche Verhindern der Übertragung von Torsionslasten eine Rolle aufweist, die mit dem Antriebsmotor verbunden ist, die so konstruiert und angeordnet ist, dass sie mit einem im Wesentlichen vertikalen Schlitz in einer vertikal stationären Basis beweglichen Eingriff gebracht wird.
Kraftantriebseinheit für ein Flugzeug mit einer Frachtladeflächenstruktur, wobei die Kraftantriebseinheit aufweist: (a) einen selektiv drehbaren Rahmen, der für eine Montage an der Frachtladeflächenstruktur konstruiert und angeordnet ist; (b) einen länglichen Bügel mit einem drehbaren Ende und einem entgegengesetzten Ende, wobei das drehbare Ende mit einem ersten Abschnitt des selektiv drehbaren Rahmens längs einer Drehachse drehbar verbunden ist; (c) eine Antriebsrolle, die drehbar am Bügel um eine Rollenachse montiert ist; (d) einen Antriebsmotor, der mit der Antriebsrolle gekuppelt ist, wobei der Antriebsmotor mit dem selektiv drehbaren Rahmen in einer Weise in Eingriff kommt, die mindestens eine gewisse Drehbewegung des Bügels um die Drehachse gestattet und eine wesentliche Drehung des Antriebsmotors relativ zum Bügel verhindert; und (e) mindestens ein Federelement, das so konstruiert und angeordnet ist, dass es zwischen dem entgegengesetzten Ende des Bügels und einem zweiten Abschnitt des selektiv drehbaren Rahmens angeordnet wird.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 16, bei der der Antriebsmotor mit dem selektiv drehbaren Rahmen durch ein Verbindungsglied verbunden ist.
Kraftantriebseinheit nach Anspruch 16, bei der der Antriebsmotor eine Rolle einschließt, die mit einem Abschnitt des selektiv drehbaren Rahmens beweglich in Eingriff gebracht wird.