DE102013002964A1

DE102013002964A1 - Hebevorrichtung für ein Flugzeug

Info

Publication number: DE102013002964A1
Application number: DE201310002964
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-08-28
Anticipated expiration: 2033-02-23
Also published as: DE102013002964B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung für ein Flugzeug, umfassend zumindest ein aufblasbares Kissen mit mindestens zwei Kammern, wenigstens einen Kompressor und zumindest eine Drucksteuereinrichtung, wobei jede der Kammern mittels eines Schlauchs über die Drucksteuereinrichtung mit dem Kompressor verbunden ist, wobei die Hebevorrichtung eine druckempfindliche Einrichtung mit zumindest zwei Drucksensoren umfasst und die druckempflindliche Einrichtung zwischen der obersten Kammer des Kissens und dem anzuhebenden Bereich des Flugzeugs angeordnet ist, wobei die druckempfindliche Einrichtung eine Matte ist und kapazitive Sensorsegmente mit einer Schaumstoffschicht zwischen den kapazitiven Sensorschichten aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung für ein Flugzeug, umfassend zumindest ein aufblasbares Kissen mit mindestens zwei Kammern, wenigstens einen Kompressor, zumindest eine Drucksteuereinrichtung, wobei jede der Kammern mittels eines Schlauchs über die Drucksteuereinrichtung mit dem Kompressor verbunden ist, und eine druckempfindliche Einrichtung mit zumindest zwei Drucksensoren, die zwischen der obersten Kammer des Kissens und dem anzuhebenden Bereich des Flugzeugs angeordnet ist.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 8611650 U1 bekannt. Sie betrifft eine übliche pneumatische Druckvorrichtung zum Heben eines Flugzeugs, das aus mehreren Flugzeughebekissen besteht. Jedes dieser Hebekissen ist über einen Schlauch mit einem Steuergerät (Steuerpult) verbunden, das Steuerventile und Manometer zum Messen des Drucks im Kissen aufweist.
Die Druckmessung an den obersten Kissen erfolgt über die gesamte Kissenoberfläche eines jeden Kissens, wobei der Druck über die Druckleitung an dem Manometer angezeigt wird. Demzufolge gibt jedes Manometer nur einen Gesamtdruckwert eines Kissens an, nicht jedoch die gesamte Druckverteilung der das Flugzeug anhebenden Vorrichtung.
Ein Anheben von Flugzeugen mittels Hebevorrichtungen ist also im Stand der Technik bekannt. Das Anheben eines Flugzeugs mit Hebevorrichtungen ist insbesondere dann notwendig, wenn das Flugzeug gewartet werden muss oder wenn ein ungewollter Betriebszustand des Flugzeugs, also ein Unfall, auftritt. Ein ungewollter Betriebszustand tritt beispielsweise dann auf, wenn sich ein Flugzeug aufgrund falscher Beladung in einem gekippten Zustand befindet und wieder in einer ordnungsgemäße Position verbracht werden muss. Auch kann es vorkommen, dass ein Fahrwerk beim Landen nicht ausfährt oder beschädigt wird, so dass das Flugzeug mit dem Rumpf oder den Tragflächen zumindest bereichsweise auf dem Boden aufliegt.
Im Stand der Technik sind verschiedene Konstellationen von Fahrwerksschäden bekannt, die ein Anheben des Flugzeugs an jeweils unterschiedlichen Bereichen des Flugzeugs notwendig werden lassen. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das vordere Fahrwerk eines Flugzeugs zusammengebrochen ist und somit der vordere Bereich des Flugzeugs auf dem Boden oder auf einer Rollbahn aufliegt. Andere häufig vorkommende Konstellationen sind der Verlust oder das Zusammenbrechen eines oder mehrerer Hauptfahrwerke, auch gemeinsam mit dem vorderen Fahrwerk, oder das Landen auf einem unebenen Untergrund abseits einer vorgesehen Landebahn.
Unabhängig von der Ursache des ungewollten Betriebszustands des Flugzeugs ist eine schnelle Bergung solcher Flugzeuge aufgrund der hohen Kosten einer blockierten Landebahn oder eines gesperrten Flughafenbereichs entscheidend. Für Bergungen von Flugzeugen werden variable und vielseitig einsetzbare Flugzeughebevorrichtung benötigt, da die beschriebenen unterschiedlichen Unfallarten bei unterschiedlichsten Flugzeugtypen auftreten können.
Bekannt im Stand der Technik ist beispielsweise ein Anheben von Flugzeugen mittels so genannter „Recovery Jacks”, spezieller hydraulischer Hebevorrichtungen, die an vorbestimmten Punkten eines Flugzeugs angebracht werden müssen, um dieses anheben können ( DE 10 2006 007 504 A1 ).
Ein Beispiel eines Anhebens eines Flugzeugs mit besagten Recovery Jacks ist in der 1a zum Stand der Technik gezeigt. Unterhalb eines Flugzeugs 1 werden mehrere Recovery Jacks 3 angeordnet, die an speziellen, vorbestimmten Punkten (nicht gezeigt) des Flugzeugs 1 angreifen. Für ein kontrolliertes Anheben des Flugzeugs 1 sind Hydraulikaggregate 4 mit einer Hydraulikpumpe und mit einer integrierten Steuerungseinrichtung vorgesehen. Mittels der Hydraulikaggregate 4 und deren integrierten Steuerungseinrichtungen wird das Anheben reguliert, wobei eine Stromversorgung der Hydraulikpumpen durch einen Generator 6 bereitgestellt wird. Dabei sind die Recovery Jacks 3 mittels Schläuchen 9 mit den Hydraulikaggregaten 4 verbunden.
Nachteilig an den bekannten Recovery Jacks ist, dass diese individuell für einen Flugzeugtyp vorgehalten werden müssen. Üblicherweise sind diese nur auf bestimmten Flughäfen vorhanden und müssen oftmals an den Ort des verunglückten Flugzeugs eingeflogen werden. Somit ist ein Anheben mit Recovery Jacks oftmals zeitaufwendig und teuer.
Zum Anheben von Flugzeugen sind im Stand der Technik ( US 3 160 288 A ) auch Kräne bekannt, siehe 1b zum Stand der Technik. Dabei wird ein Flugzeug 1 mittels zwei Kränen 11 angehoben. Um das Flugzeug 1 anheben zu können sind an Auslegern 13 der Kräne 11 Schlaufen 15 angeordnet, die den Flugzeugrumpf umschließen können. Die Kräne 11 bieten die Möglichkeit, eine Vielzahl von unterschiedlichen Flugzeugtypen (nicht gezeigt) anheben zu können, da die Schlaufen 15 an nahezu jedem Flugzeugtyp angeordnet werden können.
Das Anheben von Flugzeugen mit Kränen ist jedoch aufwendig, da meist mehrere Kräne exakt miteinander koordiniert werden müssen. Die meisten Flugzeuge können durch einen koordinierten Einsatz von 2 bis 4 Kränen vollständig angehoben werden.
Des Weiteren ist – wie vorstehend erwähnt – ein Anheben von Flugzeugen mittels aufblasbarer Kissen im Stand der Technik bekannt ( DE 27 49 507 A1 ) und in 1c dargestellt. Darin ist ein Flugzeug 1 gezeigt, unter dem drei aufblasbare Kissen 19 angeordnet sind. Jedes der aufblasbaren Kissen 19 umfasst dabei mehrere Kammer 20, wobei die Kammern 20 jeweils über Schläuche 9' mit Eingabeeinrichtungen 5' verbunden sind. Die Kissen 19 werden unterhalb der anzuhebenden Bereich 22 eines Flugzeugs angeordnet. Durch das Aufblasen der Kissen 19, bzw. der Kammern 20 der Kissen 19, wird das Flugzeug angehoben. Bei Bedarf kann es zudem vorgesehen sein, die Kissen 19 vom Untergrund mittels eines Unterbaus 17 zu beabstanden. Die Kissen 19 haben immer ein vorbestimmte maximale Höhe im voll aufgeblasenen Zustand, so dass bei größeren Flugzeugen gegebenenfalls Unterbauten 17 unter den Kissen 19 angeordnet werden, um die benötigte Höhe zum Anheben des Flugzeugs zu erreichen. Ein Aufblasen der Kissen 19 erfolgt dabei üblicherweise mittels eines nicht gezeigten Kompressors.
Für ein Anheben eines Flugzeugs mit aufblasbaren Kissen ist es entscheidend, dass diese nur in bestimmten, vom Hersteller vorgegebenen, Bereichen des Flugzeugs angeordnet werden dürfen und dass der Druck des Kissen in dem vorbestimmten Bereich beim Anheben des Flugzeugs vom Hersteller vorgegebene Grenzwerte nicht überschreitet. Übersteigt der Druck beim Anheben den vorgegebenen Grenzwert, können Beschädigungen am Flugzeug auftreten. Solche Beschädigungen an Flugzeugen sind aufgrund moderner Werkstoffe schwieriger zu ermitteln, da verstärkt Verbundwerkstoffe oder dergleichen im Flugzeugbau eingesetzt werden, bei denen eine zu hohe Krafteinwirkung ausschließlich zu einer von außen schwer oder nicht sichtbaren Beschädigung der inneren Struktur der betroffenen Bereiche führen kann.
Weitere Hebevorrichtungen sind aus DE 34 16 375 A1 und WO 2004/087459 bekannt, die als Hubvorrichtungen ausgebildet sind, wobei die Flugzeuge nach dem Anheben mit diesen Vorrichtungen abtransportiert werden können.
Die Vorrichtungen aus dem Stand der Technik weisen dabei insbesondere den Nachteil auf, dass sie entweder sehr aufwendig sind, wie die Bergung und das Anheben von Flugzeugen mit Kränen, oder für jeden Flugzeugtyp individuell angepasste Vorrichtungen benötigen werden, wie bei den Recovery Jacks. Die bekannten aufblasbaren Kissen sind dagegen kostengünstig und sehr variabel im Einsatz. Nachteilig an den aufblasbaren Kissen ist jedoch, dass nicht sichergestellt ist, dass der Druck gleichmäßig von dem Kissen auf den vorbestimmten Bereich des Flugzeugs wirkt. Ein solcher gleichmäßiger Druck und somit eine gleichmäßige Kraftübertragung ist jedoch notwendig, um Beschädigungen an dem Flugzeug zu vermeiden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hebevorrichtung für Flugzeuge bereitzustellen, die eine kontrollierte Kraftübertragung von einer Hebevorrichtung mit aufblasbaren Kissen auf vorbestimmte Bereiche eines Flugzeugs ermöglicht und somit eine Zerstörung der Flugzeugoberfläche durch Drucküberbelastung sicher verhindert.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist dabei bevorzugt, dass der oder die Drucksensoren einen maximalen Messwert von 1 bar, vorzugsweise maximal 0,5 bar, insbesondere maximal 0,3 bar, erfassen können, wobei die Drucksensoren der druckempfindlichen Einrichtung in vorbestimmten, regelmäßigen Abständen angeordnet sind, insbesondere in regelmäßigen Abständen in einem Bereich von 10 cm bis 30 cm. Vorzugsweise besteht die druckempfindliche Einrichtung aus einer Matte und/oder einem folienartigen Material.
Erfindungsgemäß wird als Drucksensor ein kapazitiver Drucksensor eingesetzt, der zumindest aus folgenden Teilen besteht:
Zwischen zwei flexiblen Elektroden-Flächenelementen ist als Dielektrikum eine kompressible flexible polymere Schaumstoffschicht vorgesehen, die sich erfindungsgemäß im wesentlichen linear bis zu einem Druck von 1 bar (100 kPa) verformen lässt. Da sich der Kapazitätswert umgekehrt linear zur Dicke des Dialektrikums verhält, führt die Druckverformung (Stauchung) des Schaumstoffs zu einem in erster Näherung linearen Ansteigen der Kapazitätswerte des kapazitiven Drucksensors.
Als Kunststoffmaterial für das Dielektrikum sind vorteilhafterweise Kunststoffschäume einsetzbar, die Druckspannungs-Verformungseigenschaften gemäß DIN EN ISO 3386-Teil 1 bzw. eine Stauchhärte gemäß DIN 53577 von maximal etwa 50% bei 1 bar Druckbelastung (Druckstempel 0,5 m × 0,5 m) aufweisen. Da die Grenzbelastung des Hebevorgangs üblicherweise bei 0,5 bar liegt, soll der Verformungsgrad eines derartigen Kunststoffmaterials höchstens 40, vorzugsweise höchstens 35% betragen.
Einsetzbare Kunststoffmaterialien sind vorteilhafterweise Kunststoffschäume, die eine Dichte (kg/m³) von höchstens 350, vorzugsweise höchstens 300 besitzen.
Vorteilhaft ist auch, wenn die Schäume offenzellig sind, so dass sie sich nach Belastung relativ rasch durch Luftaufnahme wieder erholen können. Infolgedessen werden Schäume, die aufgrund ihrer Produktion an der Oberfläche eine geschlossene Haut aufweisen, vorteilhafterweise vor dem Einsatz durch Schälen von dieser geschlossenen Haut befreit, so dass eine offenzellige Struktur des Schaums erzielt wird.
Die Kompressibilität derartiger Schäume verläuft in erster Näherung zunächst nahezu linear bis zu den Grenzdrücken von 1 bar und steigt dann asymptotisch weiter an, wobei dieser Bereich außerhalb des Messbereichs liegt. Abweichungen von der Gerade können dabei durch Eichen der Messkurve entsprechend korrigiert werden, so dass jederzeit beim Messen im Wesentlichen exakte Messwerte erzielt werden können.
Die Dicke der Kunststoffschaumschicht liegt üblicherweise in einem Bereich von 5–20 mm, vorzugsweise zwischen 8 und 15 mm, insbesondere zwischen 9 und 12 mm.
Einsetzbare Schäume sind vor allen Dingen solche Schäume, die in einem Temperaturbereich von –20° bis –80°C einsetzbar sind. Dabei soll die Abweichung im Kompressionswiderstand gemäß DIN EN ISO 3386-1 bei den tiefen Temperaturen im Verhältnis zur Normaltemperatur (22°C) höchstens 7%, vorzugsweise 5% betragen. Es ist allerdings zu berücksichtigen, dass auch hier durch Eichen bei den entsprechenden Temperaturen Werte erzielt werden können, die erheblich unter der 5% Genauigkeitsgrenze, üblicherweise bei ca. 2% liegen.
Einsetzbare Kunststoffschäume bestehen aus Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyethylenterephthalat (PET), Polyurethane (PUR), elastische Kautschuke, insbesondere EPM und EPDM, Nitrilkautschuke (NBR), Naturkautschuke, Silikonschaumstoffe, Latex und dergleichen. Bevorzugt PUR-Schaumstoffe und Silikonschaumstoffe.
Besonders bevorzugt sind Silikonschaumstoffe mit einer Dichte von 250–300 kg/m³ und einer Stauchhärte von höchstens 40% bei einem Druck von 50 kPa (0,5 bar).
Die Bestimmung der einsetzbaren polymeren Materialien erfolgt nach folgenden Normen:
Dichtebestimmung nach DIN EN ISO 845
Druckverformungsrest nach DIN EN ISO 1856
Kompressionswiderstand DIN EN ISO 3386-1 und Stauchhärte DIN 53577 durchgeführt.
Dichtebestimmung:
Weiche elastische polymere Schaumstoffe werden einer Dichtebestimmung unterzogen, wobei die Prüfkörper folgende Abmessungen haben
51 mm × 51 mm × 10,6 mm (Höhe). Es werden 5 Prüfkörper eingesetzt, wobei der Mittelwert der ermittelten Messwerte die mittlere Dichte in kg/m³ angibt.
Druckverformungsrest
Die Messbedingungen dauern 72 Stunden bei 23°C im Medium Luft, wobei die Deformation 50% beträgt. Es wird nach der vorstehend genannten Norm gemessen. Der Mittelwert des Druckverformungsrestes bei Raumtemperatur ist der prozentuale Betrag der Schaumdicke, der nach einer halben Stunde nach Entlastung verformt geblieben ist. Die polymeren Schaumstoffe werden als einsetzbar angesehen, sofern sie einen Druckverformungsrest kleiner als 5% aufweisen.
Es zeigt sich, dass der Druckverformungsrest umso kleiner ist, je besser die Schäume durch ihre Schäumhaut atmen „können”, d. h. umso offenzelliger die Schäumhaut der Schäume ist. Gggf. wird eine geschlossene Schäumhaut abgeschält, um eine wirksame Offenzelligkeit der Schäume und damit eine gute Belüftung zu erreichen.
Kompressionswiderstand (Stauchhärte)
Zu messen war der Kompressionswiderstand von polymeren Schäumen, die in dem für die Bergungsaufgabe maximalen Druckbereich von 1 bar eingesetzt werden sollen. Einsetzbare Schäume sollen in allen Temperaturbereichen von –20° bis +80°C eine maximale Abweichung von 5% auf. Weiterhin soll die prozentuale Verformungskurve bis zum 0,5 bar (50 kPa) quasilinear verweisen.
Der Druckverformungsrest wird an je zwei Proben pro Schaumtyp ermittelt, wobei jede Probe 3× zur Konditionierung um 70% gestaut und vollständig entlastet wird. Bei der vierten Stauchung um 70% wurde allerdings nur auf 40% entlastet und die gegebene Druckkraft ermittelt.
Die Stauchhärte wird dadurch gemessen, dass mit einer Druckplatte von 0,5 × 0,5 m ein Druck bis 0,5 bar auf die Testfläche linear ausgeübt und die prozentuale Eindringtiefe der Druckplatte in den Schaum gemessen wird.
Als besonders bevorzugt einsetzbar ist ein Silikonschaumstoff mit einer Dichte von etwa 280 kg/m³, einem Druckverformungsrest von weniger als 5% und einer Stauchhärte von 38% bei einem Druck von 0,5 bar (50 kPa). Dieser Schaum ist vorteilhafterweise offenzellig und weist eine Dicke von etwa 11 mm auf.
Das Dielektrikum der vorstehend erwähnten Art ist zwischen zwei Elektrodenflächen angeordnet und bildet somit mit diesen beiden Flächen zusammen einen Kondensator, dessen Kapazitätswerte umgekehrt proportional zum Druck sind, der an die Matte angelegt wird.
Bei der vorstehend erwähnten bevorzugten Silikonschaumstoffschicht mit einer Dicke von 11 mm beträgt die Geradensteigung der absoluten Kapazitätswerte (CE) etwa 100–150 absolute Kapazitätseinheiten/0,1 bar, vorzugsweise 120–140 CE/0,1 bar.
Aufgrund dieses bekannten Steigungsfaktors kann ausgehend von dem Anfangs CE-Wert sicher der jeweils an dem Drucksegment anliegende Druck ermittelt und zur weiteren Auswertung des Hebevorgangs herangezogen werden.
Als Elektrodenfläche kommen sämtliche Sensormattenflächen in Frage, die als aktive Schicht eine stromleitende metallische Beschichtung aufweisen. Einsetzbar sind demzufolge die bei der Kondensatorproduktion eingesetzten Elektrodenmaterialien, wie Papier- oder Kunststofffoliensubstrate, die mit einer stromleitenden Beschichtung versehen sind, beispielsweise Kupfer- oder Aluminiumschicht. Anderseits können auch beliebige andere stromleitende Materialien, wie Graphit oder dergleichen zum Einsatz kommen. Schließlich sind auch die bei Bodenbelägen eingesetzten textilen Materialien, wie PVC oder gummiartige Beläge einsetzbar, wobei die stromführenden Beschichtungen auf diese textilen Flächen auflaminiert sein können. Anderseits können aber auch diese Beschichtungen nach einem üblichen Druckverfahren, beispielsweise Siebdruckverfahren, aufgetragen worden sein. Letztlich ist es der Wahl des Fachmanns überlassen, welche Elektrodenmaterialien eingesetzt werden sollen.
So kann beispielsweise für die erfindungsgemäßen Zwecke eine Universalmatte der Firma Future-Shape GmbH, Höhenkirchen, zum Einsatz kommen, die unter der Marke ”Sens-Floor^®” als Matte zur Erkennung und Unterscheidung von Bewegungsmustern von Personen eingesetzt werden. Derartige Matten sind beispielsweise in der DE 10 2011 012 449 , beschrieben, worauf Bezug genommen wird. Während die eine Elektrodenschicht im wesentlichen eine durchgehend elektrisch leitende Beschichtung aufweist, ist die andere zweite Elektrodenschicht erfindungsgemäß in eine Vielzahl von Einzelsegmenten unterteilt, die jeweils für sich allein eine Sensorfläche darstellen, d. h. die zweite Elektrodenschicht weist eine Vielzahl von Sensorflächen (Segmenten) auf, wobei jede einzelne Sensorfläche mit einer Auswerteeinheit verbunden ist und an diese ihr jeweiliges Signal liefert. Infolge dessen läuft in der Auswerteeinheit in Abhängigkeit von der Zahl der jeweiligen Sensorflächen die gleiche Anzahl von Signalen (Kapazitätswerte) ein, die mit den angelegten lokalen Druckwerten korrelieren, wie dies vorstehend erläutert ist.
Die elektrische Verbindung mit der Auswerteeinheit (Datenverarbeitungseinrichtung) kann dabei in konventioneller Weise über eine übliche elektrische Verdrahtung der jeweiligen Sensorfläche erfolgen oder auch über ein RFID-Tag, das eine bestimmte Anzahl von Sensorflächen auswertetechnisch erfasst, beispielweise 8 Sensorflächen, die um das jeweilige RFID herum gruppiert sind und mit diesem elektrisch verbunden sind. Das Signal des RFID-Tags wird dann an die Auswerteeinheit nach dem üblichen Funkverfahren gesendet, so dass sich eine aufwendige und komplizierte Verdrahtung erübrigt.
Die Sensorflächen sind mit einer üblichen, vorzugsweise wasserundurchlässigen Abdeckfläche wasserdicht umhüllt, so dass die Umgebungsbedingungen, wie Wasser oder dergleichen keinen Einfluss auf die interne Messanordnung nehmen können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen den jeweiligen Oberflächen des Dielektrikums und den Elektrodengegenflächen eine gasdurchlässige textile Schicht, beispielsweise eine Fliesschicht jeweils auf der Ober- und Unterseite vorgesehen, um eine ausreichende Querbelüftung der Schaumoberfläche zu garantieren. Dies dient der schnelleren Belüftung der Zellen des Schaumstoffs bei Druckentladung.
Der Aufbau einer druckempfindlichen Einrichtung kann durch die Verbindung der jeweiligen Controller-Platine mit einem zentralen Controller sowie einem A/D-Wandler und einem Bluetooth-Transceiver erfolgen, mit dem die gemessenen Daten per Funk weitergeleitet werden können.
Insbesondere kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass eine Datenverarbeitungseinrichtung Messwerte der druckempfindlichen Einrichtung, insbesondere der Drucksensoren der druckempfindliche Einrichtung, eine aktuelle Uhrzeit, ein Datum, eine Temperatur, eine Benutzerkennung, einen Flugzeugtyp und/oder weitere Informationen speichert, wobei vorzugsweise mittels der Datenverarbeitungseinrichtung Informationen über Kennzahlen und -werte verschiedener Flugzeugtypen bereitgestellt werden können und insbesondere die Messwerte der druckempfindlichen Einrichtung mit den Kennzahlen und -werten abgeglichen werden.
Auch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die oberste Kammer der Hebevorrichtung lose Kunststoffkugeln umfasst, so dass sich die oberste Kammer der Kontur des anzuhebenden Bereichs des Flugzeugs anpasst, wobei nach dem Anpassen mittels einer Absaugpumpe die Luft in der obersten Kammer im Wesentlichen entfernt wird, so dass durch den resultierenden Unterdruck eine Fixierung der Kunststoffkugeln erfolgt.
Erfindungsgemäß ist dabei auch bevorzugt, dass ein Unterbau umfasst ist, der das aufblasbare Kissen vom Untergrund beabstandet.
Auch kann vorgesehen sein, dass zumindest eine Kammer des aufblasbaren Kissens, insbesondere die oberste oder eine der oberen Kammern, in zumindest zwei, vorzugsweise drei, vier oder sechs, Teilkammern unterteilt ist, wobei die Teilkammern jeweils separat voneinander mit Druckluft beaufschlagt werden können.
Insbesondere ist bevorzugt, dass eine Eingabeeinrichtung zur Ansteuerung der Drucksteuereinrichtung umfasst ist, wobei vorzugsweise mit der Eingabeeinrichtung zumindest zwei getrennte Drucksteuereinrichtungen angesteuert werden können.
Dabei ist bevorzugt, dass die Eingabeeinrichtung als mobile Eingabeeinrichtung ausgebildet ist, und insbesondere drahtlos mit der oder den Drucksteuereinrichtungen kommuniziert.
Auch kann vorgesehen sein, dass eine Anzeigeeinrichtung umfasst ist, die zumindest einen Repräsentanten eines Messwerts zumindest eines Drucksensors der druckempfindliche Einrichtung anzeigt, wobei vorzugsweise die Anordnung der angezeigten Repräsentanten der Messwerte der Drucksensoren auf der Anzeigeeinrichtung mit der räumlichen Anordnung der Drucksensoren in der druckempfindliche Einrichtung korrespondiert.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass ein akustisches und/oder optisches Warnsignal mittels der Anzeigeeinrichtung oder einer weiteren Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird, wenn ein Messwert des Drucks einen vorgegeben maximal zulässigen Wert überschreitet, wobei vorzugsweise das Anheben des Flugzeugs kurz vor einem Überschreiten des zulässigen Werts automatisch unterbrochen ist.
Insbesondere kann es sich als vorteilhaft erweisen, dass die Repräsentanten der Messwerte der Drucksensoren der druckempfindliche Einrichtung farbig auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt sind, wobei insbesondere die Messwerte in Abhängigkeit vorbestimmter Messbereiche in Grün, Gelb oder Rot angezeigt werden.
Auch kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Position der druckempfindlichen Einrichtung relativ zum Flugzeug auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt ist, insbesondere die Position aller druckempfindlichen Einrichtungen.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass die Anzeigeeinrichtung mit der Eingabeeinrichtung in einem ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Touchscreens, eines Tablet-PCs oder dergleichen.
Schließlich kann auch vorgesehen sein, dass eine Steuerbox umfasst ist, wobei die Steuerbox zwischen dem Kompressor und zumindest einer der Hebevorrichtungen angeordnet ist, und die Steuerbox die Drucksteuereinrichtung, vorzugsweise in Form von Steuerventilen, insbesondere Magnetventile, umfasst, und wobei die Steuerbox eine Notbedienungseinrichtung umfasst, so dass die Drucksteuereinrichtung direkt an der Steuerbox bedient werden kann, wobei die Steuerbox vorzugsweise eine Steuersoftware umfasst.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass ein zu hoher lokaler Druck beim Anheben eines Flugzeugs verhindert werden kann, wenn eine druckempflindliche Einrichtung zwischen einer obersten Kammer eines aufblasbaren Kissens und dem anzuhebenden Bereich des Flugzeugs angeordnet wird. Durch die druckempfindliche Einrichtung kann die Druckverteilung in dem anzuhebenden Bereich des Flugzeugs unmittelbar gemessen und einen Benutzer angezeigt werden, so dass ein kontrolliertes Anheben des Flugzeugs ermöglicht wird.
Das aufblasbare Kissen kann hohe Kräfte bereitstellen, beispielsweise Kräfte von mehr 300 kN, so dass es entscheidend ist, die durch das Kissen bereitgestellten Kräfte gleichmäßig auf einen vorgesehenen Bereich eines Flugzeugs zu übertragen. Vorzugsweise wird die von der Hebevorrichtung benötigten Druckluft dabei mittels eines oder mehrerer Kompressoren bereitgestellt.
Für ein Verhindern eines Überschreitens eines maximal zulässigen Drucks am anzuhebenden Bereich des Flugzeugs ist zum Einen die richtige Dimensionierung des eingesetzten Kissens in seinen geometrischen Ausmaßen entscheidend, da sich der beim Anheben ausgeübte Druck durch das Kissen an dem Flugzeugbereich bekanntlich über den Quotient von Kraft durch Fläche bestimmt. Zum Anderen ist es erforderlich, dass das Kissen eng an den Konturen des anzuhebenden Bereichs des Flugzeugs anliegt. Liegt das Kissen nur bereichsweise an dem Flugzeugrumpf oder den Tragflächen an, wird in den Bereichen, an denen das Kissen anliegt, ein wesentlich höherer Druck auf das Flugzeug ausgeübt als zugelassen, die Kraft also auf bestimmte Teilbereich des anzuhebenden Bereichs konzentriert.
Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die kapazitiven Drucksensoren der druckempfindlichen Einrichtung in regelmäßigen Bereichen (Segmaten) angeordnet sind. Dabei können die Drucksensoren, insbesondere ein einzelner Drucksensor, derart ausgelegt sein, dass sie einen maximalen Messwert von 1 bar, vorzugsweise maximal 0,5 bar, insbesondere maximal 0,3 bar, erfassen können. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die kapazitiven Drucksensoren in Segmenten mit einem Flächeninhalt von 30 × 30 cm oder dgl. beabstandet voneinander, d. h. über die gesamte Druckmatte in einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Segmenten angeordnet sind und eine Matrix bilden. Dabei sind die Drucksensoren in der Matte gleichmäßig über nahezu die komplette Oberfläche der Oberseite der obersten Kammer(n) des aufblasbaren Kissens verteilt. Somit kann sichergestellt werden, dass die Kraft von dem Kissen gleichförmig auf den anzuhebenden Bereich des Flugzeugs verteilt wird und der Druck jederzeit die vorgegebenen Grenzwerte nicht überschreitet. Sollte mit den Drucksensoren festgestellt werden, dass dennoch der zulässige Druck, wenn auch nur bereichsweise überschritten wird, so kann auch durch Hinzufügen weiterer aufblasbarer Kissen die Hebefläche vergrößert und damit der Hebedruck verringert werden
Beispielsweise kann eine druckempfindliche Einrichtung mit einer Länge von 290 cm und einer Breite von 220 cm vorgesehen sein, die insgesamt 70 kapazitive Drucksensoren umfasst, die segmentweise mit Flächensegmenten von etwa 30 × 30 cm nebeneinander angeordnet sind. Es sind je nach Einsatz auch andere Abmessungen möglich, beispielsweise 20 × 20 cm oder 40 × 40 cm. Es ist also eine Vielzahl unterschiedlicher Anordnungsformen der Drucksensoren möglich.
Erfindungsgemäß wird die druckempfindliche Einrichtung in Form einer Matte, einer Folie oder dergleichen bereitgestellt, wobei die Drucksensoren einen integralen Bestandteil bilden.
Für eine gleichmäßige Übertragung der Kräfte der Hebevorrichtung auf den anzuhebenden Bereich des Flugzeugs kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass eine Konturenanpassung der Hebevorrichtung an den anzuhebenden Bereich erfolgt. Die Notwendigkeit einer solchen Konturenanpassung wird beispielsweise daran deutlich, dass eine unter einer Tragfläche eines Flugzeugs angeordnete Hebevorrichtung die Schräge der Tragfläche kompensieren muss, um die Kräfte gleichförmig übertragen zu können. Dies gilt selbstverständlich gleichermaßen für andere Bereiche eines Flugzeugs wie den Rumpf oder die Nase. Dabei kann vorgesehen sein, dass die oberste Kammer des Kissens mit einer Vielzahl loser Kunststoffkugeln gefüllt ist. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass anstelle von Kunststoffkugeln beliebige anderen Materialien zum Einsatz kommen, die für eine solche Konturenanpassung geeignet sind. Diese losen Kunststoffkugeln können sich optimal an verschiedene Oberflächenkonturen anpassen und somit eine gleichförmige Kraftübertragung der Hebevorrichtung ermöglichen. Alternativ kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, dass eine Konturenanpassung mittels anderer Einrichtungen erfolgt. Die oberste Kammer wird nicht mit Druckluft beaufschlagt, sondern mittels einer Absaugpumpe wird Luft aus der obersten Kammer entfernt und ein Unterdruck erzeugt. Durch den Unterdruck werden die Kunststoffkugeln in ihrer an den Bereich des Flugzeugs angepassten Form fixiert und bilden eine feste Struktur. Selbstverständlich ist es vorgesehen, dass nach dem Abschluss eines Hebevorgangs die oberste Kammer wieder mit Luft gefüllt wird, so dass die Kunststoffkugeln aus ihrer Fixierung gelöst werden.
Auch kann ein Unterbau vorgesehen sein, der zwischen dem Boden und der Hebevorrichtung angeordnet wird. Unterschiedliche Flugzeugtypen sind unterschiedlich hoch, so dass der Abstand eines anzuhebenden Bereichs von dem Boden variiert. Die Hebevorrichtung kann durch ein Aufblasen des Kissens bzw. der einzelnen Kammern des Kissens immer nur einen maximalen Hub erzeugen. Reicht dieser Hub nicht aus, um den anzuheben Bereich ausreichend anzuheben, kann ein Unterbau zum Einsatz kommen. Der Aufbau des Unterbaus ist dabei variabel. Dabei kann der Unterbau beispielsweise auch aus einem weiteren aufblasbaren Kissen bestehen, wobei auch selbstverständlich eine Vielzahl weiterer Beabstandungseinrichtungen zum Bereitstellen eines Unterbaus dem Fachmann geläufig sind, wie beispielsweise eine Unterbau aus Holz oder dergleichen.
Neben einem engen Anliegen der Hebevorrichtung an dem anzuhebenden Bereich des Flugzeugs ist es entscheidend, dass die Veränderung der Relativposition der Hebevorrichtung zu dem anzuhebenden Bereich beim Anheben berücksichtigt werden kann. Diese Änderung der Relativposition resultiert aus einer Drehung des Flugzeugs beim Anheben. Aufgrund dieser Änderung der Relativposition des Flugzeugs zu dem Kissen kann eine zu große Kraft auf einen Teilbereich des anzuhebenden Bereichs des Flugzeugs wirken und dieses beschädigen. Dies resultiert daraus, dass der am Flugzeug anliegende Bereich durch die Veränderung der Relativposition verringert wird und dementsprechend durch die gleichbleibende Kraft der Druck in den Bereichen, in denen das Kissen weiterhin anliegt, ansteigt.
Zur Kompensation der relativen Verschiebung des anzuhebenden Bereichs gegenüber der Hebevorrichtung kann es vorgesehen sein, dass zumindest eine Kammer des aufblasbaren Kissens, insbesondere eine der oberen Kammern oder die oberste Kammer, in zumindest zwei voneinander getrennte Teilbereiche, also Teilkammern, aufgeteilt ist. Dabei kann es vorgesehen sein, dass drei oder sechs Teilkammern ausgebildet sind, die jeweils getrennt mit Druckluft beaufschlagt werden können. Dies führt dazu, dass die sich ändernde Relativposition der Hebevorrichtung gegenüber dem anzuhebenden Bereich beim Anheben kompensiert werden kann, in dem der Hub des aufblasbaren Kissen durch die einen unterschiedlichen Hub der Teilkammern relativ zum anzuhebenden Bereich des Flugzeugs variiert wird.
Für ein solches Kompensieren ist insbesondere die erfindungsgemäße druckempfindliche Einrichtung vorteilhaft. Einem Benutzer, der ein Anheben des Flugzeugs mittels einer Eingabeeinrichtung reguliert, können die an dem anzuhebenden Bereich des Flugzeugs anliegenden Kräfte und Drücke angezeigt werden, so dass er gezielt eine Ansteuerung der Teilkammern vornehmen kann und ggf. weitere Hebekissen hinzugefügt, um die Hebefläche zu vergrößern. Durch eine solche Ansteuerung der Teilkammern kann der Hub variiert und ein Anliegen der Hebevorrichtung während des gesamten Hebevorgangs sichergestellt werden. Dies ist insbesondere in der Praxis relevant, da zum Einen der Benutzer einen Sicherheitsabstand zum Flugzeug aufgrund eines Verletzungsrisikos einhalten muss und zum Anderen eine genaue Betrachtung der Verschiebung der Relativposition von Hebevorrichtung und anzuhebendem Bereich aufgrund der geometrischen Ausmaße der Hebevorrichtung und des Flugzeugs schwierig ist.
Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass eine Datenverarbeitungseinrichtung mit der Hebevorrichtung in Wirkverbindung steht. Aufgrund versicherungstechnischer Anforderungen muss ein Anheben eines Flugzeugs genau dokumentiert werden, insbesondere auch die anliegenden Kräfte bzw. Drücke am anzuhebenden Bereich. Eine erfindungsgemäße Datenverarbeitungseinrichtung kann beispielsweise neben weiteren Werten die Messwerte der druckempfindlichen Einrichtung, insbesondere der einzelnen Drucksensoren der druckempfindliche Einrichtung, eine aktuelle Uhrzeit, ein Datum, eine Temperatur, einen Flugzeugtyp und/oder eine Benutzerkennung speichern. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass in der Datenverarbeitungseinrichtung Kennzahlen und -werte verschiedener Flugzeugtypen gespeichert sind und die Messwerte direkt mit den Kennzahlen und -werten abgeglichen werden.
Auch kann erfindungsgemäß eine Eingabeeinrichtung zur Ansteuerung der Drucksteuereinrichtung umfasst sein, wobei die Eingabeeinrichtung auch zur Ansteuerung von zwei oder mehr Drucksteuereinrichtungen geeignet sein kann. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn mehrere Hebevorrichtungen gleichzeitig vom Einsatz kommen, so dass der Benutzer nicht zwischen verschiedenen Eingabeeinrichtungen wechseln muss, sondern kurzfristig mittels einer Eingabeeinrichtung aller relevanten Eingaben vornehmen kann. Dabei kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn die Eingabeeinrichtung als mobile Eingabeeinrichtung ausgebildet ist, und vorzugsweise drahtlos, beispielsweise via WLAN, Bluetooth oder dergleichen, mit der oder den Drucksteuereinrichtungen und gegebenenfalls weiteren Einrichtungen der Hebevorrichtung kommuniziert.
Es kann zudem vorteilhaft sein, wenn die Hebevorrichtung eine Anzeigeeinrichtung umfasst, die zumindest einen Repräsentanten eines Messwerts zumindest eines Drucksensors der druckempfindlichen Einrichtung anzeigt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Anordnung der angezeigten Messwerte der Drucksensoren auf der Anzeigeeinrichtung mit der räumlichen Anordnung der Drucksensoren in der druckempfindlichen Einrichtung korrespondiert. Beispielsweise wird jeder der in einer regelmäßigen Matrix angeordneten Drucksensoren in einer auf der Anzeigeeinrichtung visualisierten Matrix als separater Messwert, oder ein Repräsentant des Messwerts, angezeigt, so dass dem Benutzer eine Darstellung des Drucks an verschiedenen Bereichen des anzuhebenden Bereichs angezeigt wird. Somit kann der Benutzer beispielsweise durch ein gezieltes Ansteuern von Teilkammern des aufblasbaren Kissens, auch ohne Sichtkontakt, die Relativposition der Hebevorrichtung zum anzuhebenden Bereich des Flugzeugs während des Anhebens korrigieren. Dies ist in der Praxis mit einem erheblichen Zeitgewinn und auch Sicherheitsgewinn verbunden.
Auch kann vorgesehen sein, dass ein akustisches und/oder optisches Warnsignal mittels der Anzeigeeinrichtung oder einer weiteren Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird, wenn ein Messwert des Drucks einen vorgegeben, maximal zulässigen Wert überschreitet. Dabei können beispielsweise die gemessenen Druckwerte mit den in der Datenverarbeitungseinrichtung hinterlegten und für einen jeweiligen Flugzeugtyp spezifischen Maximalwerten verglichen werden, und so dem Benutzer ein wirksames Hilfsmittel bereitgestellt werden, um Beschädigungen an den anzuhebenden Bereichen zu vermeiden. Des Weiteren kann auch vorgesehen sein, dass das Anheben des Flugzeugs kurz vor dem Überschreiten des zulässigen Werts automatisch unterbrochen wird. Der zulässige Maximalwert des Drucks liegt zwischen 0,1 und 1 bar, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,5 bar, insbesondere bei 0,3 bar.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Messwerte der Drucksensoren der druckempfindlichen Einrichtung farbig auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt sind. Dabei können die Messwerte in Abhängigkeit vorbestimmter Messbereiche in Grün, Gelb oder Rot angezeigt werden, oder selbstverständlich auch in allen anderen Farben. Beispielsweise können Messwerte, die in einem als sicher definierten Messbereich liegen in der Farbe Grün angezeigt werden, während Messwerte, die einen vorgegeben Grenzwert überschreiten, in der Farbe Rot dargestellt sind. Des Weiteren können beliebige Zwischenbereiche definiert werden, die beispielsweise in Gelb oder Orange dargestellt werden, und die repräsentativ für ein Annähern an die vorgegebenen Grenzwerte stehen.
Auch kann es vorgesehen sein, dass die Position der druckempfindlichen Einrichtung relativ zum Flugzeug auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt ist. Dies ermöglicht einem Benutzer schnell zu erkennen, in welchem Teilbereich des anzuhebenden Bereichs gegebenenfalls ein Eingreifen geboten erscheint. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn mehr als eine Hebevorrichtung eingesetzt wird, so dass der Benutzer schnell erkennt, welcher Druck durch welche Hebevorrichtung an dem oder den anzuhebenden Bereich(en) anliegt. Besonders vorteilhaft kann es daher sein, die Position aller druckempfindlichen Einrichtungen gleichzeitig oder gegebenenfalls sequenziell auf der Anzeigeeinrichtung in ihrer Relativposition zu dem Flugzeug und den anzuhebenden Bereichen darzustellen.
Auch kann die Anzeigeeinrichtung mit der Eingabeeinrichtung in einem ausgebildet sein, insbesondere in Form eines Touchscreens. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn ein Touchpad, Tablet-PC oder dergleichen zum Einsatz kommt, so dass dem Benutzer eine mobile Ein- und Ausgabeeinrichtung bereitgestellt wird. Durch eine solche mobile Ein- und Ausgabeeinrichtung, die insbesondere drahtlos mit den weiteren Einrichtungen der Hebevorrichtung kommuniziert, kann der Benutzer problemlos das Anheben des Flugzeugs von verschiedenen Positionen aus begleiten und die relevanten anzuhebenden Bereiche ständig im Blick haben.
Auch kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Drucksteuereinrichtungen in eine erfindungsgemäße Steuerbox integriert sind. Eine erfindungsgemäße Steuerbox kann dafür beispielsweise Steuerventile, insbesondere Magnetventile umfassen. Die Steuerbox kann dabei erfindungsgemäß zwischen einem Kompressor und einer oder mehrerer Hebevorrichtungen angeordnet werden, so dass die Druckluft von dem Kompressor über die Steuerbox reguliert den einzelnen Kammern des aufblasbaren Kissens der Hebevorrichtung zugeführt werden kann. Ebenso kann eine Reduzierung des Drucks durch die Steuerbox verursacht werden. Eine Ansteuerung des Steuerbox erfolgt dabei bevorzugt mittels einer von der Steuerbox getrennt angeordneten Eingabeeinrichtung, die, wie oben bereits beschrieben, mittels WLAN oder dergleichen mit der Steuerbox kommunizieren kann.
Desweiteren kann eine erfindungsgemäße Steuerbox Notbedienungseinrichtungen umfassen, so dass im Notfall auch eine Steuerung der Hebevorrichtungen direkt an der Steuerbox vorgenommen werden kann.
Eine erfindungsgemäße Steuerbox geht mit einer Vielzahl von Vorteilen einher, wobei auf die Folgenden exemplarisch verwiesen wird. Anstelle einer Vielzahl separater Drucksteuereinrichtungen, wie im Stand der Technik üblich, bereitzustellen und diese jeweils separat mit dem Kompressor und jeweils einem aufblasbaren Kissen zu verbinden, kann die erfindungsgemäße Steuerbox ganz in der Nähe von einem oder mehrerer Kissen angeordnet werden, weil der Benutzer den Hebevorgang mit der von der Steuerbox getrennten Eingabeeinrichtung kontrolliert. Somit kann eine erhebliche Menge an Schlauchmaterial eingespart werden, weil der notwendige Sicherheitsabstand über die getrennte Eingabeeinrichtung bereitgestellt wird und gegebenenfalls nur noch eine Steuerbox mit einer Vielzahl integrierter Drucksteuereinrichtungen für mehrere Hebevorrichtungen zum Einsatz kommt.
Auch kann vorgesehen sein, dass eine Regulierung des Anhebens durch eine in der Steuerbox integrierten Software, beispielsweise eine SPS, unterstützt und zumindest teilweise automatisiert wird. Dabei kann es vorgesehen sein, dass ein Komparator zum Einsatz kommt, der Sollwerte des Drucks mit Ist-Werten vergleicht und basierend auf diesem Vergleich eine Regulierung des Drucks in den Kammern der Hebevorrichtung vornimmt. Beispielsweise kann kurz vor Erreichen eines zulässigen Maximaldrucks in einem Bereich des anzuhebenden Bereichs eines Flugzeugs das Anheben automatisch unterbrochen werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen beispielhaft erläutert werden, ohne dadurch die Erfindung zu beschränken.
Dabei zeigt:
1a: eine schematische Seitenansicht eines Anhebens eines Flugzeugs mit Recovery Jacks nach dem Stand der Technik;
1b: eine perspektivische Ansicht eines Anhebens eines Flugzeugs mit Kränen nach dem Stand der Technik;
1c: eine schematische Frontansicht eines Anhebens eines Flugzeugs mittels aufblasbarer Kissen nach dem Stand der Technik;
2: eine schematische Frontansicht eines Beginns eines Anhebens eines Flugzeugs mittels einer erfindungsgemäßen Hebevorrichtung;
3: eine schematische Frontansicht des Anhebens des Flugzeugs aus 2 während des Anhebens mittels einer erfindungsgemäßen Hebevorrichtung;
4: eine schematische Teilansicht eines Anhebens eines Flugzeugs mittels einer erfindungsgemäßen Hebevorrichtung von vorne;
5: eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße druckempfindliche Sensoreinrichtung;
6: eine Draufsicht auf die kapazitive Sensorschicht mit einer Vielzahl von Sensorsegementen;
7: eine weitere Ausführungsform einer Draufsicht mit einem Ausschnitt von Sensorsegmenten, die mit einem RFID-Tag verbunden sind;
8: eine schematische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung;
9: eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Hebevorrichtung mit einer erfindungsgemäßen Steuerbox
und
10: eine Messkurve von kapazitiven Messwerten in Abhängigkeit vom eingesetzten Druck.
Anhand von 2 wird im Folgenden ein Anheben eines Bereichs 22 eines Flugzeugs 1 mittels einer erfindungsgemäßen Hebevorrichtung 16 für Flugzeuge beschrieben. Eine erfindungsgemäße Hebevorrichtung 16 umfasst dabei ein erstes aufblasbares Kissen 19, dass unterhalb eines ersten anzuhebenden Bereichs 22 angeordnet ist, im gezeigten Beispiel unterhalb einer Tragfläche des Flugzeugs 1. Das erste Kissen 19 umfasst zumindest zwei Kammern 20, 21, wobei die oberste Kammer 21 insbesondere an die Kontur des anzuhebenden Bereichs 22 anpassbar ist. Um einen gewünschtes Anheben des Flugzeugs auf eine vorbestimmte Höhe sicherstellen zu können, ist das erste Kissen 19 auf einem ersten Unterbau 17 angeordnet, wobei der erste Unterbau 17 beispielsweise mittels eines Holzunterbaus (nicht gezeigt) oder in Form eines weiteren aufblasbaren Kissens bereitgestellt sein kann.
Ein Anheben des Flugzeugs 1 kann dabei mittels Eingabeeinrichtungen 5' manuell durch Öffnen und Schließen von Druckluftventilen reguliert werden, wobei die Eingabeeinrichtungen 5' in diesem ausschließlich beispielhaft zu verstehenden Ausführungsbeispiel direkt mit Schläuchen 9' in Wirkverbindung stehen, so dass das Kissen 19 gezielt mit Druckluft, die durch einen nicht gezeigten Kompressor bereitgestellt wird, beaufschlagt werden kann. Es ist insbesondere erfindungsgemäß auch vorgesehen, dass eine mobile Eingabeeinrichtung (nicht gezeigt) zum Einsatz kommt, um das Anheben des Flugzeugs 1 zu regulieren.
Zwischen der obersten Kammer 21 des ersten Kissens 19 und dem anzuhebenden ersten Bereich 22 wird erfindungsgemäß eine nicht gezeigte druckempfindliche Einrichtung angeordnet.
Neben dem der ersten Hebevorrichtung 16 mit dem ersten aufblasbaren Kissen 19 sind zwei weitere Hebevorrichtungen 16', 16'' mit aufblasbaren Kissen 19', 19'' unterhalb des Flugzeugs 1 angeordnet. Dabei ist das zweiten Kissen 19' ebenfalls unter der Tragfläche des Flugzeugs 1 angeordnet, das dritte Kissen 19'' unter der Nase des Flugzeugs 1. Der dargestellt Aufbau zeigt somit den Fall eines Anhebens des Flugzeugs 1, bei dem sowohl eines der Hauptfahrwerke als auch das vordere Fahrwerk beschädigt ist.
Dabei ist es offensichtlich, dass die Position der anzuhebenden Bereiche 22, 22', 22' in Abhängigkeit eines Flugzeugtyps und der Art des Anhebens bestimmt ist.
Für eine gleichmäßige Übertragung der Kräfte der Kissen 19, 19', 19'' auf die anzuhebenden Bereiche 22, 22', 22'' des Flugzeugs 1 kann eine Konturenanpassung der obersten Kammern 21, 21', 21'' der Kissens 19, 19', 19'' an die anzuhebenden Bereiche 22, 22', 22'' erfolgen. Die Notwendigkeit einer solchen Konturenanpassung wird insbesondere bei Betrachtung des dritten Kissens 19'' deutlich, dass einen dritten Bereich 22'' am Rumpf des Flugzeugs 1 anheben soll. Ohne eine Konturenanpassung des dritten Kissens 19'' bzw. der obersten Kammer 21'' des Kissens 19'' wäre eine gleichmäßige Kraftübertragung auf den dritten Bereich 22'' nicht möglich. Dabei kann vorgesehen sein, dass die oberste Kammer 21'' des dritten Kissens 19'' mit einer Vielzahl loser Kunststoffkugeln gefüllt ist. Selbstverständlich ist es auch denkbar, dass anstelle von Kunststoffkugeln beliebige andere Materialien zum Einsatz kommen, die für eine solche Konturenanpassung geeignet sind. Die oberste Kammer 21'' wird für eine Konturenanpassung nicht mit Druckluft beaufschlagt, sondern mittels einer nicht gezeigten Absaugpumpe wird Luft aus der obersten Kammer 21'' entfernt und ein Unterdruck erzeugt. Durch den Unterdruck werden die Kunststoffkugeln in ihrer an den anzuhebenden Bereich 22' des Flugzeugs 1 angepassten Form fixiert und bilden eine feste Struktur. Es ist offensichtlich, dass eine solche Konturanpassung gleichsam für das erste und zweite Kissen 19, 19' vorgesehen sein kann.
In 3 ist das Flugzeug 1 mit den erfindungsgemäßen Hebevorrichtungen 16, 16' aus 2 während eines Anhebens des Flugzeugs 1 dargestellt. Während des Anhebens des Flugzeugs 1 ist es entscheidend, die Veränderung der Relativposition der Kissen 19, 19' zu den anzuhebenden Bereichen 22, 22' zu berücksichtigen. Aufgrund dieser Änderung der Relativposition des Flugzeugs 1 zu den Kissen 19, 19' kann eine zu große Kraft auf Teilbereiche der anzuhebende Bereiche 22, 22' des Flugzeugs wirken und dieses beschädigen. Grundsätzlich resultiert dabei die Verschiebung der Relativposition aus einer Drehbewegung des Flugzeugs 1 beim Anheben. Wie in 3 dargestellt, verschieben sich die Kissen 19, 19' von einer senkrechten ein eine leicht geneigte Position. Wird die Neigung zu groß, kann dies zu einem Verrutschen der Kissen 19, 19' führen und sogar ein weiteres Anheben des Flugzeugs 1 unmöglich machen, wobei sich insbesondere völlig unterschiedliche Druckverhältnisse über die gesamte Kissenbreite einstellen können. Derartige unterschiedliche Druckverhältnisse sind mit der nachstehend erläuterten druckempfindlichen Einrichtung beherrschbar.
Eine mögliche Kompensation der relativen Verschiebung eines aufblasbaren Kissens 19 der erfindungsgemäßen Hebevorrichtung 16 aus den 2 und 3 ist in 4 gezeigt. Eine oberste Kammer 21 oder eine der oberen Kammern 20 des Kissens 19 sind dabei in zumindest zwei voneinander getrennte Teilbereiche, also Teilkammern, aufgeteilt (nicht gezeigt). Die nicht gezeigten Teilkammern sind dabei jeweils getrennt voneinander mit Druck beaufschlagbar. Durch ein gezieltes Ansteuern diese Teilkammern kann die relative Verschiebung des Kissens 19 gegenüber dem Bereich 22 durch eine Anpassung der Neigung der in zumindest zwei Teilkammern unterteilte Kammer 21 oder einer der oberen Kammer 20 des Kissen 19 kompensiert werden. Zum Einen kann mit Hilfe der Ansteuerung der Teilkammern des Kissens 19 ein Anheben des Flugzeugs 1 sicher durchgeführt werden und zum Anderen können maximal vorgegebene Druckwerte im anzuhebenden Bereich 22 eingehalten werden. Der Druck wird dabei, wie bereits in den Ausführungsbeispielen gemäß den 2 und 3 beschrieben, mittels einer druckempfindlichen Einrichtung 23 gemessen, die zwischen der obersten Kammer 21 und dem anzuhebenden Bereich 22 des Flugzeugs 1 angeordnet ist.
In 5 ist ein Schnitt durch die kapazitive Sensoreinrichtung 24 gezeigt. Sie weist eine Außenhülle 25 auf, die die Einrichtung 24 gegenüber den Umgebungsbedingungen schützt.
Innerhalb der Außenhülle 25 sind – von außen nach innen gesehen – eine erste kapazitive Sensorschicht 27, eine zweite kapazitive Sensorschicht 29, jeweils eine Vliesschicht 31 auf den Innenoberflächen der ersten und zweiten kapazitiven Sensorschichten 29 und 27 sowie zwischen den Vliesschichten 31 eine Schaumstoffschicht 33 als Dielektrikum angeordnet.
In 6 ist eine Draufsicht auf die erste Sensorschicht 27 zu sehen, die aus einer Vielzahl von Sensorelementen 35 besteht, die in regelmäßigen Abständen jeweils voneinander angeordnet sind und als kapazitive Sensorschicht dienen.
Aus Vereinheitlichungsgründen sind nur die äußeren kapazitiven Sensorsegmente 35 mit einer elektrischen Verdrahtung 36 versehen, die mit einer Datenverarbeitungsanlage 39 verbunden ist. In dieser Datenverarbeitungsanlage 39 erfolgt die Auswertung der gemessenen kapazitiven Messwerte der einzelnen Sensorsegmente 35. Es muss nicht hinzugefügt werden, dass auch die zweite Sensorschicht 29 zur Messung der Kapazität über eine analoge elektrische Leitung mit der Datenverarbeitungsvorrichtung 39 versehen ist.
In 7 ist eine zweite Ausführungsform der Anordnung der Sensorsegmente 35 auf der Sensorschicht 27 dargestellt. Hier gruppieren sich die Sensorsegmente 35 um einen RFID-Tag 41, mit dem die Sensorsegmente 35 mittels elektrischer Leitungen 43 verbunden sind. Die einzelnen Segmente sind dabei mit C1–C8 bezeichnet und geben jeweils ihr kapazitives Signal an den RFID 41 ab. Dieser ist per Funk mit der Datenverarbeitungsvorrichtung 39 in Verbindung, der die gemessenen Signale auswertet.
Die Ausführungsform gemäß 7 zeigt dabei nur eine Gruppierung um einen RFID 41. Die gesamte druckempfindliche Einrichtung 24, die beispielsweise 70 Segmente aufweisen, ist dementsprechend mit bis zu 9 RFID ausgerüstet, um die sich die kapazitiven Sensorsegmente 35 gruppieren.
In 10 ist die Messung der absoluten Kapazität an eine Silikonschaumschicht als Schaumstoffschicht 33 (spezifische Dichte 280 km/m³, Stauchhärte 38% bei 0,4 bar, Schichtdicke 11 mm) mit einer druckempfindlichen Einrichtung 23 gezeigt, die acht Sensorelemente 35 gemäß 7 aufweist. Diese Sensorelemente sind mit C1–C8 bezeichnet, wobei deren Druckabhängigkeit in 10 anhand der gemessenen Kapazitätswerte gezeigt ist.
Ausgehend von dem Startwert (ohne Druck) lässt sich ein Steigungsgrad von etwa 137 absoluten Kapazitätswerten/0,1 bar errechnen. Aus dieser Linearität kann über die ermittelten Kapazitätswerte auf den tatsächlich anliegenden Druck geschlossen werden, so dass dieser zur Steuerung des Hebevorgangs des Flugzeugs eingesetzt werden kann.
Es kann dabei vorteilhaft sein, wenn die erfindungsgemäße Hebevorrichtung 16, 16', 16'' aus den 2 bis 4 eine Anzeigeeinrichtung 45 entsprechend der Darstellung in 8 umfasst, die zumindest die Repräsentanten 47, 49 von Messwerten der druckempfindlichen Einrichtung 24 anzeigt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die in 5 dargestellte Anordnung der druckempfindlichen Einrichtung 24 mit der Darstellung der angezeigten Repräsentanten 47, 49 der Messwerte auf der Anzeigeeinrichtung 45 korrespondiert. Eine solche Darstellung der einzelnen Repräsentanten 47, 49 kann beispielsweise den Benutzer dabei unterstützen zu entscheiden, welche der Teilkammern der obersten Kammer 21 oder einer der oberen Kammern 20 mit welchem Hub angesteuert werden muss, um ein sicheres und definiertes Anheben des Flugzeugs 1 zu gewährleisten. Dabei können die Repräsentanten 47, 49 der Messwerte der Drucksensoren in Abhängigkeit vorbestimmter Meßbereiche farblich dargestellt werden und bei einem Überschreiten von Grenzwerten gewarnt werden. Beispielsweise signalisieren die Repräsentanten 49 einen hohen Druck in einem bestimmten Teilbereich in einem der anzuhebenden Bereiche 22, 22', 22'' aus den 2 bis 4. Dadurch ist es für einen Benutzer leicht erkennbar, welche Ansteuerung er für ein sicheres Anheben vornehmen muss.
Auch kann es vorgesehen sein, dass die Position der druckempfindliche Einrichtung 23 relativ zum Flugzeug auf der Anzeigeeinrichtung 45 angezeigt ist (nicht gezeigt), so dass der Benutzer schnell erkennen kann, in welchem Teilbereich der anzuhebenden Bereiche, beispielsweise der Bereiche 22, 22', 22'' aus den 2 bis 4, gegebenenfalls ein Eingreifen geboten erscheint.
In 9 ist eine erfindungsgemäße Steuerbox 51 gezeigt, die in Wirkverbindung mit einer Eingabeeinrichtung 5, einem Kompressor 7 und einer Hebevorrichtung 16 steht. Die Steuerbox 51 umfasst dabei eine Drucksteuereinrichtung (nicht gezeigt) zum Ansteuern der einzelnen Kammern der Hebevorrichtungen 16. Die Steuerbox 51 ist dafür mittels nicht gezeigter Schläuche mit dem Kompressor 7 und mit den Steuervorrichtungen 16 verbunden. Eine Ansteuerung der Steuerbox 51 kann mittels der Eingabeeinrichtung 5 erfolgen, die, beispielsweise mittels WLAN oder ähnlichen Sende- und Empfangseinrichtung mit der Steuerbox 51 kommuniziert. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Steuerbox 35 Steuerventile, insbesondere Magnetventile, umfasst und sowohl einen positiven Druck zum Befüllen der Kammern als auch einen negativen Druck zum Entleeren derselben bereitstellt. Des Weiteren kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Steuerbox 51 nicht gezeigte Notbedienungseinrichtungen umfasst, um die Steuerventile auch direkt an der Steuerbox bedienen zu können. Die von der Steuerbox 51 vorgenommen Ansteuerung der Hebevorrichtungen 16 wird mittels einer Software gesteuert. Dabei kann eine SPS-Steuerung zum Betrieb der Steuerbox 51 vorgesehen sein.
Der Einsatz einer erfindungsgemäßen Steuerbox 51 geht mit einer Vielzahl von Vorteilen einher. Es kann ein einfacherer Aufbau der notwendigen Komponenten für ein Anheben eines Flugzeugs ermöglich werden, da weniger Schlauchmaterial als im Stand der Technik zum Einsatz kommen kann. Die Steuerbox 51 kann in der Nähe der Hebevorrichtungen 16 angeordnet sein, und aufgrund des Einsatzes der bevorzugt von der Steuerbox 51 getrennt angeordneten Eingabeeinrichtung 5 kann trotzdem der notwendige Sicherheitsabstand eingehalten werden. Zudem können mehrere Hebevorrichtungen 16 mittels einer Steuerbox 51 angesteuert werden, so dass gleichsam die benötigte Menge an Schlauchmaterial reduziert werden kann, da die Steuerbox 51 auch in der Nähe von zwei oder mehreren Hebevorrichtungen 16 platziert werden kann. Dies kann Zeit und Personal sowohl beim Aufbau als auch beim Betrieb sparen. Auch kann ein koordinierter Betrieb von mehreren Hebevorrichtungen 16 gleichzeitig mittels einer erfindungsgemäßen Steuerbox 35 erfolgen, insbesondere mittels der in der Steuerbox 51 bereitgestellten Software zum Steuern des Anhebens eines Flugzeugs.
Die in der voranstehenden Beschreibung, den Ansprüchen sowie den Zeichnungen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Flugzeug
3: Recovery Jack
4: Hydraulikaggregat
5: Eingabeeinrichtung
6: Generator
7: Kompressor
9, 9': Schlauch
11: Kran
13: Ausleger
15: Schlaufe
16: Hebevorrichtung
17, 17', 17'': Unterbau
19, 19', 19'': Kissen
20, 20', 20'', 21, 21', 21'': Kammer
22, 22', 22'': Bereich
23: druckempfindliche Einrichtung
24: kapazitive Sensoreinrichtung
25: Außenhülle
27: erste kapazitive Sensorschicht
29: zweite kapazitive Sensorschicht
31: Vliesschicht
33: Dielektrikum Schaumstoffschicht
35: Sensorsegment
36: Verdrahtung
39: Datenverarbeitungsvorrichtung
41: RFID-Tag
43: Leitung
45: Anzeigeeinrichtung
47, 49: Repräsentant
51: Steuerbox

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 8611650 U1 [0002]
DE 102006007504 A1 [0007]
US 3160288 A [0010]
DE 2749507 A1 [0012]
DE 3416375 A1 [0014]
WO 2004/087459 [0014]
DE 102011012449 [0040]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN ISO 3386-Teil 1 [0020]
DIN 53577 [0020]
DIN EN ISO 3386-1 [0025]
DIN EN ISO 845 [0028]
DIN EN ISO 1856 [0028]
DIN EN ISO 3386-1 [0028]
DIN 53577 [0028]

Claims

Hebevorrichtung (16, 16', 16'') für ein Flugzeug (1), umfassend zumindest ein aufblasbares Kissen (19, 19', 19'') mit mindestens zwei Kammern (20, 20', 20'', 21, 21', 21''), wenigstens einen Kompressor (7), zumindest eine Drucksteuereinrichtung, wobei jede der Kammern (20, 20', 20'', 21, 21', 21'') mittels eines Schlauchs (9, 9') über die Drucksteuereinrichtung mit dem Kompressor (7) verbunden ist und eine druckempfindliche Einrichtung (23) mit zumindest zwei Drucksensoren (25), die zwischen der obersten Kammer (20, 20', 20'', 21, 21', 21'') des Kissens (19, 19', 19'') und dem anzuhebenden Bereich (22, 22', 22'') des Flugzeugs (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die druckempfindliche Einrichtung (23) aus einer Matte und/oder einem folienartigen Material besteht und die druckempfindliche Einrichtung (23) eine Vielzahl von kapazitiven Sensorsegmenten (35) aufweist, wobei jedes einzelne Sensorsegment (35) eine erste und zweite kapazitive Sensorschicht (27, 29) und als Dielektrikum eine Schaumstoffschicht (33) mit einer Stauchhärte von höchstens 40% bei einem Druck von 50 kPa aufweist.
Hebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumstoff ein Dichte von höchstens 350 kg/m³ aufweist.
Hebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Schaumstoffschicht (33) 5–20 mm beträgt.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu den Schaumstoffen PE, PP, Polystyrol, PET, PUR, elastische Kautschuke, EPM, EPDM, NBR, Silikonschaumstoffe oder Latex gehören.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung der gemessenen absoluten Kapazitätswerte (CE) in Abhängigkeit vom angelegten Druck 100–150 CE/0,1 kPa beträgt.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorsegmente (35) eine Abmessung von höchstens 40 × 40 cm auf der ersten kapazitiven Sensorschicht (27) aufweisen.
Hebevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenverarbeitungseinrichtung Messwerte der druckempfindlichen Einrichtung (23), insbesondere der Drucksensoren (25) der druckempfindliche Einrichtung (23), eine aktuelle Uhrzeit, ein Datum, eine Temperatur, eine Benutzerkennung, einen Flugzeugtyp und/oder weitere Informationen speichert, wobei vorzugsweise mittels der Datenverarbeitungseinrichtung Informationen über Kennzahlen und -werte verschiedener Flugzeugtypen bereitgestellt werden können und insbesondere die Messwerte der druckempfindlichen Einrichtung (23) mit den Kennzahlen und -werten abgeglichen werden.
Hebevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Eingabeeinrichtung (5) zur Ansteuerung der Drucksteuereinrichtung umfasst ist, wobei vorzugsweise mit der Eingabeeinrichtung (5) zumindest zwei getrennte Drucksteuereinrichtungen angesteuert werden können und vorzugsweise als mobile Eingabeeinrichtung (5) ausgebildet ist, die drahtlos mit der oder den Drucksteuereinrichtungen kommuniziert.
Hebevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzeigeeinrichtung (45) umfasst ist, die zumindest einen Repräsentanten (47, 46) eines Messwerts zumindest eines Sensorsegments (35) der druckempfindliche Einrichtung (23) anzeigt, wobei vorzugsweise die Anordnung der angezeigten Repräsentanten (47, 49) der Messwerte der Sensorsegmente (35) auf der Anzeigeeinrichtung (45) mit der räumlichen Anordnung der Sensorsegmente (35) in der druckempfindliche Einrichtung (23) korrespondiert.
Hebevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein akustisches und/oder optisches Warnsignal mittels der Anzeigeeinrichtung (45) oder einer weiteren Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird, wenn ein Messwert des Drucks einen vorgegeben maximal zulässigen Wert überschreitet, wobei vorzugsweise das Anheben des Flugzeugs (1) kurz vor einem Überschreiten des zulässigen Werts automatisch unterbrochen ist.
Hebevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Repräsentanten (47, 49) der Messwerte der Sensorensegmente (35) der druckempfindliche Einrichtung (23) farbig auf der Anzeigeeinrichtung (45) angezeigt sind, wobei insbesondere die Repräsentanten (47, 49) der Messwerte in Abhängigkeit vorbestimmter Messbereiche in Grün, Gelb oder Rot angezeigt werden.
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Position der druckempfindlichen Einrichtung (23) relativ zum Flugzeug (1) auf der Anzeigeeinrichtung (45) angezeigt ist, insbesondere die Position aller druckempfindlicher Einrichtungen (23).
Hebevorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch eine Steuerbox (35) mit einer Steuersoftware, die zwischen dem Kompressor (7) und zumindest einer der Hebevorrichtungen (16) angeordnet ist, und die Drucksteuereinrichtung, vorzugsweise in Form von Steuerventilen, insbesondere Magnetventilen, aktiviert, wobei die Steuerbox (35) vorzugsweise eine Notbedienungseinrichtung aufweist.
Druckempfindliche Einrichtung (23) für eine Hebevorrichtung (16, 16', 16'') für ein Flugzeug (1), das aus einer Matte und/oder einem folienartigen Material besteht und eine Vielzahl von kapazitiven Sensorsegmenten (35) aufweist, wobei jedes einzelne Sensorsegment (35) eine erste und zweite kapazitive Sensorschicht (27, 29) und als Dielektrikum eine Schaumstoffschicht (33) mit einer Stauchhärte von höchstens 40% bei einem Druck von 50 kPa aufweist.