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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einstellung der Helligkeit in einer Kabine eines Flugzeuges.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Derzeit wird die Helligkeit in einem Flugzeug manuell eingestellt. Dabei können einerseits an Fenstern vorgesehene Vorhänge bzw. Jalousien zugezogen werden, um einfallendes Außenlicht abzuhalten. Zum anderen kann eine in der Kabine vorgesehene Beleuchtung manuell angeschaltet werden.
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Aus der
US 2008/0048101 A1 ist ein System zur Steuerung von Fenstern mit variabler Lichttransmission bekannt, das einen Innenraumsensor aufweist, der über ein Steuergerät den Lichtdurchsatz der Fenster beeinflusst.
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In der
US 2005/0200933 A1 ist ein Elektrolyt beschrieben, das als elektro-chrome Schicht Anwendung in einem Flugzeugfenster findet. Dazu wird das Fenster mit einer entsprechenden Steuereinheit versehen, die sowohl von einem Passagier als auch vom Kabinenpersonal beeinflusst werden kann, um die Helligkeit im Inneren eines Flugzeugs einzustellen.
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Die Druckschrift
US 2006/0170376 A1 zeigt eine Beleuchtungssteuerung für einen Arbeitsplatz, der neben Beleuchtungselementen ein semitransparentes Fenster umfasst.
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Weitere Systeme zur Beeinflussung eines Lichtdurchgangs sind darüber hinaus auch aus der
US 5,237,169 und der
US 2007/0210604 A1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der ein geeignetes Helligkeitsniveau in einer Kabine von Flugzeugen ohne manuellen Eingriff gehalten werden kann. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mit der Vorrichtung ausgestattetes Flugzeug vorzuschlagen.
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Die erstgenannte Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die zweitgenannte Aufgabe wird durch ein Flugzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.
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Vorgesehen ist demgemäß ein System zur Regelung eines einstellbaren Helligkeitsniveaus in einer Kabine eines Flugzeuges, aufweisend ein Steuergerät, welches dazu ausgestaltet ist, einen voreingestellten Helligkeitswert zu regeln und zumindest die folgenden Komponenten aufweist:
- – eine Eingabeeinheit zur Eingabe eines vorgegebenen Helligkeitswerts,
- – mindestens einen die Helligkeit detektierenden Sensor,
- – eine Einstelleinrichtung zur Beeinflussung mindestens einer Lichtquelle, basierend auf einem vom Sensor ermittelten Helligkeitswert.
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Die Eingabeeinheit kann eine Bedienoberfläche aufweisen, in der der eingestellte Helligkeitswert dargestellt und einstellbar ist. Das Steuergerät erhält ein dem tatsächlichen Helligkeitswert entsprechendes Signal von mindestens einem Sensor und regelt über die Einstelleinrichtung mindestens eine Lichtquelle.
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Dadurch entfällt ein manuelles Eingreifen bei Änderungen der Helligkeit. Eine einmal eingestellte Helligkeit kann automatisch geregelt werden.
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Demgemäß ist die Lichtquelle von außen durchs Fenster eindringendes Außenlicht, wobei die Fenster eine Verdunklungseinheit aufweisen, welche von der Einstelleinrichtung zur Beeinflussung der Lichtquelle angesteuert werden. Sobald eine Erhöhung des am Sensor gemessenen Helligkeitswertes detektiert wird, kann die Verdunklungseinheit durch die Einstelleinrichtung angesteuert werden und der Helligkeit entgegenwirken.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Verdunklungseinheit eine auf dem Fenster aufgetragene Schicht, welche unter Beaufschlagung mit einer elektrischen Spannung ihre Transmission ändert. Dadurch bleiben die Fenster durchsichtig, so dass die Passagiere nicht geblendet werden und weiterhin aus dem Fenster schauen können. Vorzugsweise kann die Transmission stufenlos bzw. in verhältnismäßig kurzen Abstufungen geändert werden, indem von der Einstelleinrichtung eine variable elektrische Spannung ausgegeben wird. Dadurch kann auf einen stärkeren Lichteinfall von außen gezielt reagiert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Verdunklungseinheit aus nicht transmissiven bzw. gering transmissiven Materialen gebildet sein, welche elektromechanisch zumindest teilweise abdeckend über die Fenster gezogen werden können. Es kann beispielsweise eine Jalousie, ein Vorhang oder dergleichen vorgesehen sein. Dadurch können herkömmliche Flugzeuge mit verhältnismäßig geringem Aufwand mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgerüstet werden.
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Gemäß der Erfindung wirkt die Einstelleinrichtung zur Beeinflussung der Lichtquelle auf eine in der Kabine vorgesehene Beleuchtung, wobei das Steuergerät abhängig von dem vorgegebenen Helligkeitswert und dem gemessenen Heiligkeitswert regelt. Bei zu geringer Helligkeit des von außen eindringenden Lichtes kann die Beleuchtung das natürliche Licht von außen erganzen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird durch das System sowohl das in die Kabine einfallende Außenlicht über die Verdunklungseinrichtung als auch die Kabinenbeleuchtung geregelt. Durch die Verdunklungseinheit kann die Helligkeit reduziert und durch die Beleuchtung erhöht werden, vorzugsweise stufenlos oder in kleinen Schritten.
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Es kann mit den beschriebenen Maßnahmen ein System zur Regelung der Helligkeit geschaffen werden, mit dem Energie zur Versorgung der Kabinenbeleuchtung eingespart werden kann. Dies wird erreicht, indem nur bei geringem einfallenden Licht von außen Kunstlicht von der Kabinenbeleuchtung zugemischt wird und dies vorzugsweise nur in dem notwendigen Ausmaß.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste Einstelleinrichtung zur Regelung der Verdunklungseinheit und die zweite Einstelleinrichtung zur Regelung der Beleuchtung voneinander entkoppelt, so dass diese unabhängig voneinander regeln. Dabei kann die Einstelleinrichtung zur Regelung der Verdunklungseinheit so geregelt sein, dass von außen einfallendes Licht nicht blendet und die Passagiere nicht stört, die Fenster jedoch noch durchsichtig bleiben.
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Entsprechend einer vorteilhaften Auslegung des Systems können die erste Einstelleinrichtung und die zweite Einstelleinrichtung über eine gemeinsame Mastereinheit gesteuert werden. Dadurch erhält das Kabinenpersonal eine besonders einfache Handhabe zur Regelung des Systems. Die Mastereinheit kann auf jedes Flugzeug individuell abgestimmt werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Systems ist die erste Einstelleinrichtung zur Beeinflussung der Verdunklungseinheit vorrangig gegenüber der zweiten Einstelleinrichtung zur Beeinflussung der Beleuchtung ausgelegt. Dadurch kann vermieden werden, dass die erste Einstelleinrichtung die Fenster komplett verdunkelt und die zweite Einstelleinrichtung die Kabinenbeleuchtung stärker als zur Einstellung einer gewünschten Helligkeit notwendig erhellt.
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Entsprechend einer vorteilhaften Auslegung des Systems weist die Regelung Maßnahmen zur Dämpfung des Reglers, beispielsweise einen I-Anteil auf, um schnelle bzw. schwankende Änderungen des Helligkeitswertes zu dämpfen. Dadurch kann vermieden werden, dass bei sich rasch ändernden Lichtverhältnissen das System ständig nachregelt. Erst nach einer gewissen Einwirkzeit durch das einfallende Licht wird die Verdunklungseinheit angesteuert. Die Regelstrecke selbst kann eine Dämpfung aufweisen oder so träge reagieren, dass eine Dämpfung des Reglers nicht notwendig ist.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann über den vom Sensor erfassten Helligkeitswert hinaus über die Eingabeeinheit ein Helligkeitswert manuell vorgegeben werden. Dies kann individuell an einem Passagierplatz, bereichsweise oder global für die gesamte Kabine erfolgen. Dadurch kann beispielsweise bei diffusem oder als unangenehm empfundenen Lichteinfall von außen der Verdunklungsgrad bzw. die Helligkeit der Kabinenbeleuchtung beeinflusst werden.
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Entsprechend der Erfindung wird ein die Helligkeit detektierender Sensor an mindestens einem Fenstern angeordnet, so dass der Sensor die Helligkeit von einfallendem Außenlicht ermittelt. Dabei kann der Sensor außerhalb eines von einer Verdunklungseinheit beeinflussten Bereichs liegen.
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Es wird vorgeschlagen, das System in die Kabine eines Flugzeuges, insbesondere eines Passagierflugzeuges zu integrieren. Das Flugzeug kann mehrere hintereinander liegende Abschnitte aufweisen, die jeweils mit einem System der beschriebenen Art ausgestattet sind. Beispielsweise können unterschiedliche Helligkeiten in den Kabinen der unterschiedlichen Serviceklassen eingestellt werden. Die Unterteilung in Bereiche kann so feinstufig gewählt werden, dass jedes Fenster einzeln angesteuert werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Flugzeug dabei ein dem System übergeordnetes Flugzeugmanagementsystem auf, welches dazu ausgestaltet ist, jegliche Einstellungen des Systems zu überschreiben bzw. Funktionen zu deaktivieren. Dadurch kann das Flugpersonal jederzeit die auf erhöhten Komfort ausgerichtete Regelung der Helligkeit deaktivieren und bestimmte Flugphasen einleiten.
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In einer besonderen Ausführung ist das System dazu ausgestaltet, dass sich dynamisch ändernde Lichteinstellungen vorgegeben werden, beispielsweise zur Kennzeichnung der Notausgänge und Sicherheitseinrichtungen während der Erläuterung der Sicherheitsvorkehrungen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1: in einer schematischen Seitenansicht einen Abschnitt eines Flugzeuges,
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2: ein Seitenteil eines Flugzeuges mit einem Fenster, welches eine Verdunklungseinheit aufweist, und
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3: eine Schnittdarstellung in Flugzeuglängsrichtung durch einen Teil der Flugzeugaußenhaut, ein Fenster und ein Seitenteil.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Abschnitt eines Flugzeugs 1. Das Flugzeug 1 kann in mehrere Bereiche 2 unterteilt sein, von denen nur ein erster vorderer Bereich 2 teilweise dargestellt ist. Die Bereiche 2 können mit einem System zur Regelung der Helligkeit ausgestattet sein. Die Bereiche 2 weisen eine Kabinenbeleuchtung 3 auf, welche durch das System angesteuert und geregelt werden kann. Ein in den Bereichen 2 herrschender Helligkeitswert wird über zumindest einen Sensor 4 erfasst. An einer Einstelleinrichtung 16 kann ein gewünschter Helligkeitswert eingestellt werden, welcher anschließend automatisch eingehalten wird. Jede Seite des Flugzeugs kann an dem Abschnitt hierfür zumindest einen Sensor 4 aufweisen, welcher in die Fenster 5 einfallendes Licht erfasst und ein der Helligkeit entsprechendes Signal an ein Steuergerät 6 weitergibt.
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In dem Steuergerät 6 sind mindestens zwei offene oder geschlossene Regelkreise analog oder digital realisiert. Das Steuergerät 6 gibt abhängig von der Differenz aus dem gewünschten Helligkeitswert und dem tatsächlichen Helligkeitswert ein Signal an eine erste Einstelleinrichtung 7 bzw. eine zweite Einstelleinrichtung 8 aus. Die erste Einstelleinrichtung 7 wirkt auf eine an den Fenstern 5 vorgesehene Verdunklungseinrichtung 9. die Verdunklungseinrichtung 9 kann als elektrische Jalousie (Bezugszeichen 12, siehe 2) oder als elektrochrome Beschichtung (Bezugszeichen 15, siehe 2) ausgestaltet sein. Eine elektrochrome Beschichtung ändert ihre Durchlässigkeit bzw. Transmissivität für Licht abhängig von einer angelegten elektrischen Gleichspannung. Auf diese Weise kann die erste Einstelleinrichtung 7 Einfluss auf das in die Kabine 10 einfallende Außenlicht nehmen. Die erste Einstelleinrichtung 7 und die zweite Einstelleinrichtung 8 können auch in dem Steuergerät 6 integriert sein.
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Die zweite Einstelleinrichtung 8 ist dazu ausgestaltet, die Helligkeit des von der Kabinenbeleuchtung 3 abgegebenen Kunstlichts zu steuern. Vorzugsweise ist das System bzw. das Steuergerät 6 dazu ausgestaltet, möglichst viel Licht aus der Umgebung zur Kabinenausleuchtung und möglichst wenig Kunstlicht aus der Kabinenbeleuchtung 3 zu verwenden. Auf diese Weise kann Energie eingespart werden.
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2 zeigt eine Seitenverkleidung 11 zur Verkleidung der Innenseite eines Flugzeugrumpfes. Die Seitenverkleidung 11 weist Aussparungen auf, in die ein Fenster 5 eingelassen ist. Das Fenster 5 weist eine Jalousie 12 auf, die manuell oder elektromechanisch geöffnet und geschlossen werden kann. Es können auch seitlich vor dem Seitenteil 11 zuziehbare (nicht dargestellte) Vorhänge zum Einsatz kommen. Weiterhin kann die vormals beschriebene elektrochrome Beschichtung ergänzend an dem Fenster 5 vorgesehen sein. Auf diese Weise kann der Passagier das einfallende Außenlicht bei Bedarf unabhängig von dem System zur Regelung der Helligkeit selbst abblenden.
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3 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Schnitt durch einen Bereich einer Außenhülle 13 eines Flugzeugrumpfes. Auf seiner nach innen weisenden Seite ist die Außenhülle 13 mit der in 2 dargestellten Seitenverkleidung 11 versehen. Das Fenster 5 weist eine Scheibe 14 auf. Die Scheibe 14 ist mit einer Beschichtung 15 versehen, die vorzugsweise bei Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Lichtdurchlässigkeit bzw. Transmissivität ändert. Ferner weist das Fenster 5 einen Sensor 4 auf, welcher die Helligkeit von Außenlicht erfasst. Der vom Sensor 4 erfasste Helligkeitswert wird über ein Signalübertragungsmittel 16, welches als einfaches Kabel ausgeführt sein kann, an das in Zusammenhang mit 1 beschriebene Steuergerät 6 weitergeleitet. Der Sensor 4 kann als passiver Sensor 4 ausgestaltet sein, der seinen elektrischen Widerstand unter Lichteinwirkung ändert oder als Sensor, der unter Lichteinwirkung eine elektrische Spannung erzeugt. Der Helligkeitswert kann mit einer passiven oder aktiven Elektronik verarbeitet werden.
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Die tatsächlich in der Kabine 10 herrschende Helligkeit kann auch mit einem in der Kabine angeordneten weiteren Sensor 40 ermittelt werden. Das System kann so ausgelegt sein, dass es die Fenster 5 nur insoweit abdunkelt, dass die Passagiere sich nicht geblendet fühlen, dass jedoch noch eine ausreichende, voreingestellte Helligkeit eingehalten wird. Bei einer zu geringen Helligkeit kann die Kabinenbeleuchtung 3 ergänzend zugeschaltet werden. In einer besonderen Komfortausstattung können auch einzelne Fenster eine Eingabeeinrichtung 16 sowie ein Steuergerät 6 aufweisen, so dass die davor platzierten Passagiere die Helligkeit einfallenden und künstlichen Lichts selbstständig regulieren können. In einer vereinfachten Ausführungsform können die Passagiere beispielsweise durch eine Sollwertaufschaltung die Regelung zur Ansteuerung der Verdunklungseinheit 9 für ihr eigenes Fenster 5 regulieren. Bereichsweise regelt das System in diesem Fall die Helligkeit anhand des Lichteinfalls durch mehrere Fenster 5 sowie ggf. durch die Kabinenbeleuchtung 3, einzelne Passagiere können jedoch individuell eine für sie als angenehm empfundene Helligkeit einstellen. Die üblicherweise vorhandenen Leseleuchten können ebenfalls durch die zweite Einstelleinrichtung 8 angesteuert werden bzw. von den Passagieren selbstständig an- und ausgeschaltet werden.
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Die Steuereinheit 6 kann so ausgestaltet sein, dass die Regelung der Helligkeit über die Verdunklungseinheit 9 priorisiert gegenüber der Regelung der Kabinenbeleuchtung 3 ausgeführt wird. Die Steuereinrichtung 6 kann ferner mittels analoger Elektronik oder digital implementiert eine Dämpfung der Regelstrecke aufweisen, damit bei sich rasch ändernden Lichtverhältnissen in Wolkenfeldern keine hektischen Änderungen der Transmissivität ausgeführt werden. Hierdurch werden eine Störung der Passagiere und eine gegenseitige Beeinflussung der Regelung der Kabinenbeleuchtung und der Verdunklungseinrichtung 9 vermieden. Vorzugsweise weist das Flugzeug ferner ein Flugzeugmanagementsystem auf, welches dazu ausgestaltet ist, die Befehle der Steuereinrichtung zu überschreiben bzw. Funktionen auszuschalten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flugzeug
- 2
- Bereich
- 3
- Beleuchtung
- 4
- Sensor
- 5
- Fenster
- 6
- Steuergerät
- 7
- erste Einstelleinrichtung
- 8
- zweite Einstelleinrichtung
- 9
- Verdunklungseinheit
- 10
- Kabine
- 11
- Seitenverkleidung
- 12
- Jalousie
- 13
- Außenhülle
- 14
- Scheibe
- 15
- Beschichtung
- 16
- Eingabeeinrichtung
- 17
- Signalübertragungsmittel
