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Die Erfindung betrifft eine Kraftunterstützungsvorrichtung für einen Einsatz in einem Gepäckfach mit einer absenkbaren Schale, insbesondere in einem Passagierflugzeug, mit
- – einer Lastermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs wirkenden Last,
- – einer Kraftunterstützungseinrichtung zum Aufbringen einer der Last entgegenwirkende Unterstützungskraft auf die Schale, wobei die Kraftunterstützungseinrichtung eine mechanische Feder hat, deren Endbereiche gegen die Rückstellkraft der Feder aus einer ersten Position in eine Betätigungsrichtung in eine zweite Position aufeinander zu bewegbar sind, wobei ein erster Endbereich der Feder über eine erste Widerlagerstelle an einem Basisteil und ein zweiter Endbereich der Feder über eine zweite Widerlagerstelle gegen ein mit der Schale verbindbares Stützelement abstützbar ist,
- – einer Betätigungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Kraftunterstützungseinrichtung in einen inaktiven Betriebzustand, in dem das Verstellen der Feder aus der zweiten in die erste Position blockiert ist, und einen aktiven Betriebszustand, in dem die Feder aus der zweiten in die erste Position verstellbar ist, zu bringen,
wobei die Lastermittlungseinrichtung derart mit der Betätigungseinrichtung in Steuerverbindung steht, dass die Betätigungseinrichtung vom inaktiven Betriebzustand in den aktiven Betriebszustand versetzt wird, wenn die von der Lastermittlungseinrichtung ermittelte Last einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, der größer ist als die Unterstützungskraft.
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Eine derartige Kraftunterstützungsvorrichtung ist aus
DE 10 2006 045 189 B4 bekannt. Sie weist eine an einer Halterung angeordnete Gepäck-Schale auf, die aus einer unteren, geöffneten Stellung, in die obere, geschlossene Stellung verschwenkbar ist Damit die Gepäck-Schale, wenn sie mit einer größeren Gepäcklast beladen ist, vom Benutzer leichter aus der geöffneten in die geschlossene Stellung verschwenkt werden kann, weist die Kraftunterstützungsvorrichtung eine Gasfeder auf, die in einen aktiven und einen inaktiven Betriebszustand bringbar ist.
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Im aktiven Betriebszustand wird die Gasfeder beim Absenken der Gepäck-Schale aus einer der geschlossenen Stellung der Gepäck-Schale entsprechenden ersten Position in eine der offenen Stellung des Gepäck-Schale entsprechenden zweite Position zusammengeschoben. In entsprechender Weise expandiert die Gasfeder von der ersten in die zweite Position, wenn die Gepäck-Schale aus ihrer unteren, offenen Stellung in ihre obere, geschlossene Stellung verschwenkt wird. Dabei bringt die Gasfeder eine konstante Unterstützungskraft auf die Gepäck-Schale auf, die der auf die Schale wirkenden Gepäck-Last entgegen wirkt und kleiner ist als diese.
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Wenn die Last, die auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs einwirkt, kleiner ist als die Unterstützungskraft der Gasfeder, befindet sich die Kraftunterstützungseinrichtung im inaktiven Betriebszustand, in dem die Gepäck-Schale ausschließlich durch die Handkraft ihres Benutzers aus der unteren, geöffneten Stellung, in die obere, geschlossene Stellung verschwenkt wird.
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Damit der Betriebszustand der Kraftunterstützungsvorrichtung automatisch an die auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs wirkenden Last angepasst werden kann, weist die Kraftunterstützungsvorrichtung eine Lastermittlungseinrichtung auf, welche die auf die Schale einwirkende Last erfasst. Die Lastermittlungseinrichtung steht über eine elektronische Steuerung derart mit der Betätigungseinrichtung in Steuerverbindung, dass die Betätigungseinrichtung vom inaktiven Betriebzustand in den aktiven Betriebszustand versetzt wird, wenn die von der Lastermittlungseinrichtung ermittelte Last einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, der größer ist als die Unterstützungskraft und sich die Gepäck-Schale in ihrer unteren, geöffneten Stellung befindet. Dabei wird die geöffnete Stellung der Gepäck-Schale mit Hilfe eines Berührungssensors detektiert, der an einem mit der Halterung verbundenen Endanschlag angeordnet ist, an dem die Gepäck-Schale in der geöffneten Stellung anliegt. Zum Umschalten vom aktiven in den inaktiven Betriebszustand wird mittels eines über die Steuerung angesteuerten Schrittmotors ein in der Gasfeder vorgesehenes Ventil geschlossen, welches die Gasfeder in ihrer der Offenstellung der Gepäck-Schale entsprechenden zweiten, zusammen geschobenen Position blockiert.
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Die vorbekannte Kraftunterstützungsvorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass es beim Auftreten eines Fehlers in der elektronischen Steuerung und/oder an dem Berührungssensor passieren kann, dass das Ventil der Gasfeder betätigt wird, wenn sich die Gepäck-Schale nicht in der geöffneten Stellung befindet. In diesem Fall ist die Gepäck-Schale in der betreffenden Stellung blockiert, was dazu führen kann, dass das Gepäckfach nicht mehr geöffnet und das darin befindlichen Gepäck nicht mehr entnommen werden kann.
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Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Kraftunterstützungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Blockieren der absenkbaren Schale in der geschlossenen Stellung und/oder einer zwischen der geschlossenen und der geöffneten Stellung befindlichen Zwischenposition zuverlässig vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird bei einer Kraftunterstützungsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Betätigungseinrichtung mindestens zwei miteinander zusammenwirkende Arretierelemente aufweist, von denen ein erstes Arretierelement mit der ersten Widerlagerstelle und ein zweites Arretierelement mit der zweiten Widerlagerstelle verbunden ist, und dass die Arretierelemente derart quer zur Betätigungsrichtung zwischen einer Aktivierungsstellung und einer Arretierstellung relativ zueinander verstellbar sind, dass im inaktiven Betriebzustand das eine Arretierelement das damit zusammenwirkende andere Arretierelement formschlüssig hintergreift und dass im aktiven Betriebzustand das eine Arretierelement das andere Arretierelement freigibt.
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In vorteilhafter Weise ist dadurch auch dann, wenn eine für das Umschalten der Betriebszustände der Kraftunterstützungseinrichtung vorgesehene elektronische Steuerung einmal ausfallen sollte, zuverlässig gewährleitstet, dass die Schale des Gepäckfachs vom Benutzer geöffnet und geschlossen werden und insbesondere eventuell darin befindliches Gepäck aus dem Gepäckfach entnommen werden kann.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mit dem Basisteil ein Kniehebel gelenkig verbunden, der einen ersten Schenkel und einen um eine Kniegelenkachse relativ dazu verschwenkbaren zweiten Schenkel aufweist, wobei der Kniehebel mittels Schwenklagern derart am Basisteil gelagert ist und derart mit dem ersten Arretierelement in Antriebsverbindung steht, dass der Kniehebel in Arretierstellung des ersten Arretierelements in oder nahe der Totpunktlage des Kniehebels angeordnet ist und eine auf das in Arretierstellung befindliche erste Arretierelement in Richtung der Aktivierungsstellung einwirkende Kraft im Wesentlichen in Längserstreckungsrichtung des Kniehebels gegen diesen abstützbar ist, und dass die Schenkel des Kniehebels in der Aktivierungsstellung abgewinkelt sind. In der Arretierungsstellung ist dann das Verstellen des ersten Arretierelements durch den Kniehebel gehemmt, so dass für den Fall, dass am ersten Arretierelement Kräfte angreifen sollten, die zum Beispiel durch eine Beschleunigung und/oder Vibrationen hervorgerufen sein können, das erste Arretierelement sicher in der Arretierstellung gehalten wird. Da sich der Kniehebel in diesem Fall in oder nahe seiner Totpunktlage befindet, wird zwar für das Verstellen des Betriebzustands der Kraftunterstützungseinrichtung, nicht aber aber für das Halten des ersten Arretierelements in der Arretierstellung Energie benötigt.
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Vorteilhaft ist, wenn mindestens ein Schenkel in oder nahe der Totpunktlage des Kniehebels gegen mindestens einen von der Kniegelenkachse beabstandeten Anschlag positionierbar ist, und wenn die Betätigungseinrichtung wenigstens ein erstes Rückstellelement aufweist, mittels welchem dieser Schenkel an den Anschlag andrückbar ist. Dadurch kann beim Auftreten von Beschleunigungskräften oder von Vibrationen ein unbeabsichtigtes Verstellen des Kniehebels und damit des ersten Arretierelements noch zuverlässiger verhindert werden.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist das erste Arretierelement über einen Betätigungshebel mit dem Kniehebel verbunden, wobei der Betätigungshebel um eine Schwenkachse verschwenkbar mit dem Basisteil verbunden ist, wobei der Betätigungshebel an einer von der Schwenkachse beabstandeten Abstützstelle gegen das erste Arretierelement abstützbar ist und um eine von der Abstützstelle und der Schwenkachse beabstandete, parallel zur Schwenkachse verlaufende erste Gelenkachse verschwenkbar mit dem ersten Schenkel des Kniehebels verbunden ist, und wobei der zweite Schenkel um eine parallel zur Schwenkachse angeordnete weitere Gelenkachse verschwenkbar mit dem Basisteil verbunden ist. Die Kraftunterstützungsvorrichtung ermöglicht dadurch eine schmale Bauform, bei welcher der Kniehebel in dem in gerader Verlängerung der Feder befindlichen Raum an dem Basisteil angeordnet sein kann.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Betätigungseinrichtung einen Elektromagnet mit einem elektromagnetisch verstellbaren Betätigungselement auf, mittels dem der Kniehebel aus der Arretierstellung in die Aktivierungsstellung verstellbar ist, wobei das Betätigungselement zwischen einer Ruhelage und einer Arbeitslage quer zur Kniegelenkachse verschiebbar ist. Dabei dient der Elektromagnet als kostengünstiger elektrischer Antrieb zum Verstellen des Betriebszustands der Betätgungseinrichtung.
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Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Betätigungselement als Schlagbolzen ausgestaltet, der in der Ruhelage durch einen Freiraum von einer von der Gelenkachse entfernten Betätigungsstelle des Kniehebels beabstandet und in der Arbeitslage gegen die Betätigungsstelle positioniert ist. Zum Verstellen des Betriebszustands der Betätigungseinrichtung kann das in seiner Ruhelage befindliche Betätigungselement durch die magnetische Kraft des Elektromagnets in dem Freiraum beschleunigt werden, so dass es beim Auftreffen auf den Kniehebel eine kinetische Energie aufweist, die sicher ausreicht, um den Kniehebel zu verstellen. Dabei kann der Elektromagnet entsprechend schwach dimensioniert sein, so dass er nur eine geringe Stromaufnahme hat.
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Vorteilhaft ist, wenn die Feder als Schraubenfeder ausgestaltet ist, und wenn in dem von der Schraubenfeder umgrenzten Raum eine hydraulische Dämpfungseinrichtung angeordnet ist, die mindestens einen in einem Arbeitszylinder verschiebbar angeordneten Kolben aufweist, und wenn das Stützelement über die Dämpfungseinrichtung mit der ersten und/oder zweiten Widerlagerstelle verbunden ist. Die Bewegung des Stützelements und der damit verbundenen Schale wird dabei durch die Dämpfungseinrichtung gedämpft und dennoch ermöglicht die Kraftunterstützungsvorrichtung sehr kompakte Abmessungen, weil die Dämpfungseinrichtung innerhalb der Schraubenfeder untergebracht ist.
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Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Arretierelement als quer zur Axialrichtung des Arbeitszylinders am Basisteil verschiebbar gelagerter Bolzen ausgestaltet, wobei das zweite Arretierelement als an dem Arbeitszylinder vorgesehene oder damit verbundene Aufnahmevertiefung ausgestaltet ist. Dabei ist es sogar möglich, dass die Aufnahmevertiefung eine konzentrisch zur Längsmittelachse der Schraubenfeder angeordnete Ringnut ist, die über den Arbeitszylinder, welcher in dem von der Schraubenfeder umgrenzten Raum angeordnet ist, mit der zweiten Widerlagerstelle verbunden ist.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist am Basisteil ein Sperrelement angeordnet ist, das in Axialrichtung des Arbeitszylinders gegen die Rückstellkraft eines zweiten Rückstellelements aus einer Sperrstellung in eine Offenstellung bewegbar ist, wobei das Sperrelement in Sperrstellung derart am ersten Arretierelement positioniert ist, dass dieses in der Aktivierungsstellung verriegelt ist, und wobei der Arbeitszylinder oder ein damit verbundenes Bauteil beim Verstellen der Kraftunterstützungseinrichtung aus dem aktiven Betriebzustand in den inaktiven Betriebszustand derart gegen das Sperrelement positionierbar ist, dass dieses aus der Sperrstellung in die Offenstellung verdrängt wird. Durch das Sperrelement wird das erste Arretierelement und der damit in Abtriebsverbindung stehende Kniehebel selbsttätig solange in der Aktivierungsstellung gehalten, bis die absenkbare Schale wieder geschlossen bzw. in eine Position gebracht wird, in welcher der Arbeitszylinder das Sperrelement in die in Offenstellung verdängt. Der Elektromagnet kann dadurch in der Aktivierungsstellung der Arretierelemente stromlos sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Endbereiche der mechanischen Feder durch Aufbringen einer Last auf die absenkbare Schale des Gepäckfachs, die größer ist als der Schwellenwert, entgegen der Rückstellkraft der Feder aus der zweiten Position in eine dritte Position bringbar, wobei die Betätigungseinrichtung zur Erfassung der Lage des Stützelements relativ zum Basisteil eine Lagemesseinrichtung aufweist, mittels der zumindest eine erste Lage und eine zweite Lage des Stützelements relativ zum Basisteil detektierbar ist, wobei die erste Lage der Lage entspricht, die das Stützelement einnimmt, wenn auf die Schale eine dem vorgegebenen Schwellenwert entsprechende Last einwirkt, wobei die zweite Lage der Lage entspricht, die das Stützelement einnimmt, wenn die Schale um einen vorbestimmten Wert aus der Offenstellung, die sie im unbelasteten Zustand einnimmt, in Richtung der Schließstellung verschwenkt ist, und wobei die Lagemesseinrichtung über eine einen Zeitgeber aufweisende Steuerung derart mit dem Elektromagnet in Steuerverbindung steht, dass das Betätigungselement gegen die Betätigungsstelle des Kniehebels positioniert, wenn die Lagemesseinrichtung in einem vorbestimmten Zeitfenster zunächst die erste Lage und danach die zweite Lage detektiert. Die Betätigungseinrichtung wird also vom inaktiven in den aktiven Betriebszustand umgeschaltet, wenn innerhalb des Zeitfensters, das beispielsweise eine Dauer von einer Sekunde haben kann, die geöffnete Gepäck-Schale zunächst mit einer Last belastet ist, die den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und wenn danach innerhalb des Zeitfensters die Gepäck-Schale vom Benutzer bis über die zweite Position angehoben wird. Dabei wird davon ausgegangen, dass während der Dauer des Zeitfensters kein Gepäck aus der Gepäck-Schale entnommen wird.
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Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
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1 einen Querschnitt durch ein Gepäckfach eines Passagierflugzeugs, das eine absenkbare Schale und eine Kraftunterstützungsvorrichtung dafür aufweist, wobei die Schale in der angehobenen, geschlossenen Lage dargestellt ist,
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2 eine Darstellung ähnlich 2, wobei jedoch die Schale in der abgesenkten, offenen Position dargestellt ist,
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3 eine Seitenansicht der in einem aktiven Betriebzustand befindlichen Kraftunterstützungseinrichtung in der Schließstellung der absenkbaren Schale,
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4 einen Längsschnitt durch die in 3 dargestellte Kraftunterstützungseinrichtung,
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5 eine Darstellung ähnlich 3, wobei sich jedoch die Kraftunterstützungseinrichtung in einem inaktiven Betriebzustand befindet,
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6 einen Längsschnitt durch die in 5 dargestellte Kraftunterstützungseinrichtung,
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7 eine Seitenansicht der im inaktiven Betriebzustand befindlichen Kraftunterstützungseinrichtung in der Offenstellung der absenkbaren Schale,
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8 einen Längsschnitt durch die in 7 dargestellte Kraftunterstützungseinrichtung,
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9 einen vergrößerten Ausschnitt von 8, wobei die abgesenkte Schale unbelastet ist oder mit einer Last belastet ist, die einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet,
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10 eine Darstellung ähnlich 9, wobei jedoch die abgesenkte Schale mit einer Last belastet ist, die den Schwellenwert überschreitet,
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11 einen vergrößerten Ausschnitt von 4,
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12 eine Aufsicht auf die Kraftunterstützungseinrichtung und
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13 ehe Vorderansicht der Kraftunterstützungseinrichtung.
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Ein im Ganzen mit 1 bezeichnetes Gepäckfach in einem Passagierraum eines Passagierflugzeugs weist ein Gehäuse 2 auf, an dem eine absenkbare Schale 3 angeordnet ist, die zur Aufnahme von Gepäckstücken dient. Die Schale 3 ist mittels Traglagern 4 um eine etwa horizontale, gedachte Achse verschwenkbar mit dem Gehäuse 2 verbunden und in eine Schließstellung (1) sowie eine Offenstellung (2) relativ zu dem Gehäuse 2 verschwenkbar. In der Schließstellung ist die Schale 3 mittels einer in der Zeichnung nicht näher dargestellten Verschlusseinrichtung mit dem Gehäuse 2 verriegelbar.
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Die Traglager 4 sind derart an der Schale 3 angeordnet, dass bei mit Gepäck beladener Schale 3 der Schwerpunkt der Schale 3 und des darin befindlichen Gepäcks in horizontaler Richtung von der Achse der Traglager 4 beabstandet ist, so dass auf die Schale 3 ein Drehmoment einwirkt, welches die Schale 3 nach unten verschwenkt.
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Damit die Gepäckschale im beladenen Zustand dennoch leicht vom Benutzer aus der Offenstellung in die Schließstellung nach oben verschwenkt werden kann, weist das Gepäckfach 1 eine im Ganzen mit 5 bezeichnete Kraftunterstützungsvorrichtung für die Schale 3 auf. In 3 ist erkennbar, dass die Kraftunterstützungsvorrichtung 5 als längliche Baugruppe ausgebildet ist, die an ihrem einen Ende ein Basisteil 6 und an ihrem anderen Ende ein relativ dazu verschiebbares Stützelement 7 aufweist. Wie in 1 und 2 erkennbar ist, ist das Basisteil 6 über ein von der Achse der Traglager 4 beabstandetes erstes Stützlager 8 gelenkig mit dem Gehäuse 2 verbunden. Das Stützelement 7 ist über ein zweites Stützlager 9 an einer von der Achse der Traglager 4 beabstandeten Stelle gelenkig mit der Schale 3 verbunden.
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Zum Aufbringen einer der Last entgegenwirkenden Unterstützungskraft F auf die Schale 3 hat die Kraftunterstützungsvorrichtung 5 eine Kraftunterstützungseinrichtung mit einer mechanischen Feder 10, die eine Vielzahl von Federwindungen aufweist, die sich entlang einer gedachten Schraubenlinie um eine Längsmittelachse 11 erstrecken. Die einander abgewandten Endbereiche der Feder 10 sind gegen die Rückstellkraft des Federwerkstoffs aus einer ersten, in 3 und 4 dargestellten Position in eine zweite, in 5 und 6 dargestellte Position in eine Betätigungsrichtung aufeinander zu bewegbar sind. In der ersten Position der Feder 10 ist das Gepäckfach 1 geschlossen und in der zweiten Position ist es offen.
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In 4 und 6 ist erkennbar, dass ein erster Endbereich der Feder 10 über eine erste Widerlagerstelle 12 am Basisteil 6 und ein zweiter Endbereich der Feder 10 gegen eine zweite Widerlagerstelle 13 abgestützt ist.
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Mittels einer im Ganzen mit 14 bezeichneten Betätigungseinrichtung kann die Kraftunterstützungseinrichtung 5 in einen aktiven Betriebszustand (3 und 4), in dem die Feder 10 zwischen der zweiten und der ersten Position verstellbar ist, und einen inaktiven Betriebzustand (5 und 6) gebracht werden, in dem das Verstellen der Feder 10 aus der zweiten in die erste Position blockiert ist. Im aktiven Betriebszustand wird das die zweite Widerlagerstelle 13 aufweisende Bauteil an das Stützelement 7 anpresst. Im inaktiven Betriebszustand ist das die zweite Widerlagerstelle 13 aufweisende Bauteil 15 bei geschlossener Schale 3 in Richtung der Längsmittelachse 11 vom Stützelement 7 beabstandet. Das Stützelement 7 ist mittels einer Linearführung 16 in Richtung der Längsmittelachse 11 relativ zum Bauteil 15 verschiebbar.
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Die 7 und 8 zeigen die Kraftunterstützungsvorrichtung 5 im inaktiven Betriebszustand bei geöffneter Schale 3. Deutlich ist erkennbar, dass das die zweite Widerlagerstelle 13 aufweisende Bauteil 15 in diesem Fall am Stützelement 7 anliegt und dass die mit dem Stützelement 7 verbundene Schale 3 somit an der Feder 10 abgestützt ist.
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Zur Ermittlung einer auf die absenkbare Schale 3 des Gepäckfachs 1 wirkenden Last weist die Kraftunterstützungsvorrichtung 5 eine noch näher zu beschreibende Lastermittlungseinrichtung auf, die über eine elektronische Steuerung mit einem Elektromagnet 28 der Betätigungseinrichtung 14 in Steuerverbindung steht. Die Steuereinrichtung vergleicht die von der Lastermittlungseinrichtung ermittelte Last mit einem vorgegebenen Schwellenwert und versetzt die Betätigungseinrichtung 14 vom inaktiven Betriebzustand in den aktiven Betriebszustand, wenn die Last den Schwellenwert überschreitet und die Schale 3 kurz darauf geschlossen wird.
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In 9 ist erkennbar, dass die Betätigungseinrichtung zwei am Basisteil 6 radial zur Längsmittelachse 11 der Feder 10 verschiebbar angeordnete, stift- oder bolzenförmige erste Arretierelemente 17a, 17b aufweist, die zwischen einer Arretierstellung (9 und 10) und einer Aktivierungsstellung (11) relativ zum Basisteil 6 verschiebbar sind. Die beiden ersten Arretierelemente 17a, 17b sind um 180 Grad bezüglich der Längsmittelachse 11 zueinander versetzt Die ersten Arretierelemente 17a, 17b wirken mit einem als Ringnut ausgestalteten zweiten Arretierelement 18 zusammen, das über eine konzentrisch zur Längsmittelachse 11 angeordneten Arbeitszylinder 19 fest mit der zweiten Widerlagerstelle 13 verbunden ist.
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Im inaktiven Betriebzustand der Betätigungseinrichtung 14 greifen die ersten Arretierelemente 17a, 17b formschlüssig in das zweite Arretierelement 18 ein. Die Feder 10 ist in diesem Fall zwischen den Widerlagerstellen 12, 13 eingespannt. Im inaktiven Betriebzustand kann die Feder 10 nicht über ihre in 5 gezeigte Stellung hinaus entspannt werden.
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Die Nut des zweiten Arretierelements 18 weist in Richtung der Längsmittelachse 11 eine größere Abmessung auf als die entsprechenden Maße der in das zweite Arretierelement 18 eingreifenden Endabschnitte der ersten Arretierelemente 17a, 17b, so dass der Arbeitszylinder 19 und die damit verbundene zweite Widerlagerstelle 13 etwas in Richtung der Längsmittelachse 11 relativ zu dem Basisteil hin- und her bewegt werden kann, wenn sich die ersten Arretierelemente 17a, 17b in der Arretierstellung befinden. Wenn auf die Schale 3 keine Last einwirkt, liegen die ersten Arretierelemente 17a, 17b an der von der zweiten Widerlagerstelle 13 entfernten Innenwand des zweiten Arretierelements 18 an (9). In diesem Fall liegt das Stützelement 7 an dem die zweite Widerlagerstelle 13 aufweisenden Bauteil 15 an (7).
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Wenn die Schale 3 zunächst unbelastet oder mit einer Last beladen ist, die kleiner ist als der vorgegebene Schwellenwert, und dann eine Last auf Schale 3 aufgebracht wird, die größer ist als der vorgegebene Schwellenwert, sind die ersten Arretierelemente 17a, 17b von der von der zweiten Widerlagerstelle 13 entfernten Innenwand des zweiten Arretierelements 18 beabstandet (10). Dabei ist das zweite Arretierelement 18 gegenüber 9 um das Maß d in Richtung der Längsachse 11 relativ zum Basisteil 6 verschoben und die Feder 10 befindet sich in einer dritten Position. Das Stützelement 7 liegt an dem die zweite Widerlagerstelle 13 aufweisenden Bauteil 15 an, wobei die auf die Schale 3 einwirkende Last die Feder 10 etwas gegenüber der Stellung, in der die Feder 10 bei unbelasteter Schale 3 angeordnet ist, komprimiert.
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Im aktiven Betriebzustand der Betätigungseinrichtung 14 befinden sich die ersten Arretierelemente 17a, 17b außer Eingriff mit dem zweiten Arretierelement 18. In diesem Betriebzustand liegt die Feder 10 in jeder Position der Schale 3 an dem die zweite Widerlagerstelle 13 aufweisenden Bauteil 15 an.
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In 4, 6 und 8 ist erkennbar, dass die ersten Arretierelemente 17a, 17b jeweils über einen Betätigungshebel 20a, 20b mit einem gemeinsamen Kniehebel 21 verbunden sind. Ein erster Betätigungshebel 20a ist mittels einer ersten Schwenklagerung 22a um eine erste Schwenkachse und ein zweiter Betätigungshebel 20b ist mittels einer zweiten Schwenklagerung 22b um eine zweite Schwenkachse verschwenkbar mit dem Basisteil 6 verbunden. Der erste Betätigungshebel 20a ist an einer von der ersten Schwenkachse beabstandeten ersten Stelle an dem einen ersten Arretierelement 17a und der zweite Betätigungshebel 20b ist an einer von der zweiten Schwenkachse beabstandeten zweiten Stelle an dem anderen zweiten Arretierelement 17b abstützbar.
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Der Kniehebel 21 weist einen ersten Schenkel 23a und einen um eine Kniegelenkachse 24 relativ dazu verschwenkbaren zweiten Schenkel 23b auf. Der erste Schenkel 23a ist mittels eines von der Kniegelenkachse 24 und der ersten Schwenklagerung 23a beabstandeten ersten Schwenklagers 26a um eine erste Gelenkachse verschwenkbar mit dem ersten Betätigungshebel 20a verbunden. Der zweite Schenkel 23a ist mittels eines von der Kniegelenkachse 24 und der zweiten Schwenklagerung 23a beabstandeten zweiten Schwenklagers 26b um eine zweite Gelenkachse verschwenkbar mit dem zweiten Betätigungshebel 20b verbunden.
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Über die Betätigungshebel 20a, 20b steht der Kniehebel 21 derart mit den ersten Arretierelementen 17a, 17b in Antriebsverbindung, dass der Kniehebel 21 in der Arretierstellung der ersten Arretierelemente 17a, 17b in seiner Totpunktlage angeordnet ist. Wie in 6 und 8 erkennbar ist, sind dabei die Schenkel 23a, 23b in gerader Verlängerung zueinander und etwa parallel zu den ersten Arretierelementen 17a, 17b angeordnet. Durch den Kniehebel 21 sind die in der Arretierungsstellung angeordneten ersten Arretierelemente 17a, 17b gegen unbeabsichtigtes Verstellen in die Aktivierungsstellung gehemmt.
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Wie in 4 erkennbar sind, sind die Schenkel 23a, 23b des Kniehebels 21 in der Aktivierungsstellung abgewinkelt. Dadurch können die ersten Arretierelemente 17a, 17b zwischen ihrer Arretierstellung und ihrer Aktivierungsstellung aufeinander zu und voneinander weg verschoben werden.
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Die Schenkel 23a, 23b weisen einander zugeordnete Anschläge 26a, 26b auf, die derart angeordnet sind, dass sie in der Totpunktlage des Kniehebels 21 aneinander anliegen. Zwischen dem ersten Betätigungshebel 20a und dem ersten Schenkel 23a sowie zwischen dem zweiten Betätigungshebel 20b und dem zweiten Schenkel 23b ist jeweils ein als Zugfeder ausgestaltetes erstes Rückstellelement 27a, 27b angeordnet, mittels welchem die Anschläge 26a, 26b in der Totpunktlage aneinander andrückbar sind.
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Die Betätigungseinrichtung 14 hat einen Elektromagnet 28 mit einem elektromagnetisch verstellbaren Betätigungselement 29, mittels dem der Kniehebel 21 aus der Arretierstellung in die Aktivierungsstellung verstellbar ist. Das Betätigungselement 29 ist zwischen einer Ruhelage und einer Arbeitslage quer zur Kniegelenkachse 24 etwa parallel zur Längsmittelachse 11 verschiebbar ist.
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Das Betätigungselement 29 ist als Schlagbolzen ausgestaltet, der in der Ruhelage durch einen Freiraum von einer von der Kniegelenkachse 24 entfernten Betätigungsstelle 30 (4) des Kniehebels 21 beabstandet und in der Arbeitslage gegen die Betätigungsstelle 30 positioniert ist.
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In 9 bis 11 ist erkennbar, dass am Basisteil ein hülsenförmiges Sperrelement 31 angeordnet ist, das in Richtung der Längsmittelachse 11 der Feder 10 gegen die Rückstellkraft eines als Schraubenfeder ausgestalteten zweiten Rückstellelements 32 aus einer Sperrstellung (11) in eine Offenstellung (9 und 10) verschiebbar ist. In der Sperrstellung ist das Sperrelement 31 derart vor den ersten Arretierelementen 16a, 17b positioniert, dass diese in der Aktivierungsstellung gehalten werden. Das zweite Arretierelement 18 ist durch axiales Verschieben des Arbeitszylinders 19 und des damit verbundenen Bauteils 15 entlang der Längsmittelachse 11 derart gegen das Sperrelement 31 positionierbar ist, dass dieses aus der Sperrstellung in die Offenstellung verschoben wird, so dass die ersten Arretierelemente 17a, 17b in die Nut des zweiten Arretierelements 18 verschoben werden können.
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Wie in 3 und 4 besonders gut erkennbar ist, ist der Arbeitszylinder Teil einer hydraulischen Dämpfungseinrichtung, die einen in dem Arbeitszylinder 19 verschiebbar angeordneten ersten Kolben 33 und einen in dem Arbeitszylinder 19 relativ zu dem ersten Kolben 33 und dem Arbeitszylinder 19 verschiebbar angeordneten zweiten Kolben 34 aufweist. Der erste Kolben 33 ist mit dem Basisteil 6 verbunden und mittels einer Stellschraube 36 in Richtung der Längsmittelachse relativ zum Basisteil 6 verschiebbar. Der zweite Kolben 34 ist mit dem Stützelement verbunden. Die Kolben 33, 34 weisen jeweils mindestens eine Lochung für den Durchtritt einer im Inneren des Arbeitszylinders 19 angeordneten Hydraulikflüssigkeit auf. Das Innere des Arbeitszylinders 19 ist über einen Fluidikkanal mit einem Ausgleichsgefäß 35 für die Hydraulikflüssigkeit verbunden, das seitlich neben dem Arbeitszylinder 19 am Bauteil 15 angebracht ist.
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Zur Detektion der Lage der Schale 3 weist die Betätigungseinrichtung 14 eine Lagemesseinrichtung auf, welche eine mit dem Stützelement 7 verbundene Signalstange 37 hat, die sich parallel zur Längsmittelachse 11 der Feder 10 erstreckt. Wie in 12 erkennbar ist, weist die Lagemesseinrichtung zwei ortsfest zum Basisteil 6 angeordnete Detektoren 38a, 38b auf, die in Richtung der Längsmittelachse 11 zueinander versetzt sind.
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Mit jedem dieser Detektoren 38a, 38b kann jeweils das freie Ende der Signalstange 37 detektiert werden, wenn es an dem betreffenden Detektor 38a, 38b vorbeibewegt wird. Bei einem ersten Detektor 38a ändert sich das Ausgangssignal, wenn die Schale 3 über eine erste Lage verschwenkt wird, die der Lage entspricht, welche die Schale 3 einnimmt, wenn sie mit einer Last belastet wird, die dem vorgegebenen Schwellenwert entspricht. Bei einem zweiten Detektor 38b, der näher am Stützelement 7 angeordnet ist als der erste Detektor 38a, ändert sich das Ausgangssignal, wenn die Schale 3 über eine zweite Lage verschwenkt wird, die zwischen einem ersten Lagewert, den die Lage der unbelasteten Schale 3 annimmt, wenn das Stützelement 7 bei inaktiver Betätigungseinrichtung 14 am Bauteil 15 anliegt (2) und einem Lagewert liegt, den die Lage der Schale 3 einnimmt, wenn diese vollständig geschlossen ist. Dabei ist die zweite Lage dicht zu der Lage benachbart, welche die unbelasteten Schale 3 annimmt, wenn das Stützelement 7 bei inaktiver Betätigungseinrichtung 14 am Bauteil 15 anliegt. Die Lagemesseinrichtung steht über eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte, einen Zeitgeber aufweisende Steuerung mit dem Elektromagnet 28 in Steuerverbindung. Das Betätigungselement 29 des Elektromagnets 28 wird gegen die Betätigungsstelle 30 des Kniehebels 21 positioniert, wenn die Lagemesseinrichtung in einem vorbestimmten Zeitfenster zunächst die erste Position und danach die zweite Position detektiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006045189 B4 [0002]
