DE19702083C1 - Türsystem, insbesondere für ein Passagierflugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Türsystem, insbesondere für ein Passa­ gierflugzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei dem aus der US-PS 5 163 639 bekannten Türsystem dieser Art sind für die einzelnen Türfunktionen, also das Anheben und Absenken, Ein- und Aufschwenken und formschlüssige Verriegeln des Türblatts in der voll­ ständigen Schließlage, jeweils separate, untereinander programmgesteuerte Elektromotoren vorgesehen. Dieses Türsystem besitzt eine begrenzte Funktionssicherheit, denn wenn auch nur irgendeiner der Elektromotoren oder die Programmsteuerung ausfällt, ist das gesamte Türsystem gestört.

Aus Sicherheitsgründen werden Türsysteme der eingangs genannten Art daher zumeist ausschließlich über entsprechende Steuergestänge von Hand betätigt oder, wie aus der DE 44 13 307 A1 bekannt, unter Verwendung allenfalls eines einzigen elektromotorischen Antriebs, der die Hubbewegung des Türblatts übernimmt, während die übrigen Türfunktionen und insbeson­ dere das Auf- und Zuschwenken des Türblatts weiterhin mit relativ großer Kraftanstrengung manuell durchgeführt werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Türsystem der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die Türfunktionen, insbesondere die Schwenk- und Hub­ bewegung des Türblatts, motorisch durchgeführt werden und dennoch eine hohe Funktionssicherheit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Türsystem gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Türsystem werden sowohl die Hub- als auch die Schwenkfunktionen von einem einzigen motorischen Antrieb übernom­ men, wodurch zum einen der Bedienungskomfort gegenüber einer manuellen Betätigung deutlich erhöht und zum anderen das Risiko einer Funktions­ störung sowie der Bau- und Gewichtsaufwand im Vergleich zu einer Lösung mit mehreren getrennten Antrieben in erheblichem Umfang verringert wird.

In weiterer, besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Hub­ einrichtung aus Einbaugründen gemäß Anspruch 2 vorzugsweise zwischen der Trageinrichtung und dem Türrahmen angeordnet.

Um das Türblatt beim Aufschwenken in der angehobenen Hubposition gegen eine Fehlaktivierung des Antriebs zu sichern, ist der Antrieb gemäß Anspruch 3 bei aufgeschwenktem Türblatt zweckmäßigerweise gegen ein Umsteuern auf die Hubeinrichtung arretiert.

Ebenfalls aus Sicherheitsgründen ist der Antrieb, wie nach Anspruch 4 bevorzugt, mechanisch umsteuerbar.

Nach Anspruch 5 wird eine selbsttätige Umsteuerung bei zugleich baulich einfacher Gestaltung des Antriebs in besonders bevorzugter Weise dadurch erreicht, daß der Antrieb zwei gegenseitig verkoppelte, einerseits mit der Trageinrichtung und andererseits mit der Hubeinrichtung ständig an­ triebsschlüssig verbundene Antriebselemente besitzt, von denen das mit der Trageinrichtung verbundene Antriebselement während der Hubbewegung des Türblatts selbsttätig gesperrt und am Ende des Öffnungshubs freige­ geben ist, während das mit der Hubeinrichtung verbundene Antriebselement in der Schwenkphase des Türblatts selbsttätig gesperrt und am Ende der Ein­ schwenkbewegung freigegeben ist.

In weiterer, besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung enthält der Antrieb nach Anspruch 6 auf seiten der Hubeinrichtung einen Spindeltrieb, der als Führungsglied in die Hubkinematik einbezogen wird und dadurch den Bau- und Gewichtsaufwand weiter verringert.

Eine alternative, baulich besonders robuste Ausführungsform des kombinier­ ten Hub- und Schwenkantriebs, bei der die Hubkinematik auch aus nicht­ linearen, weitgehend beliebig gekrümmten Führungsgliedern, etwa in Form von gebogenen Führungsschienen, bestehen kann, wird nach Anspruch 7 da­ durch erreicht, daß der Antrieb auf seiten der Hubeinrichtung einen der Form der Führungsglieder entsprechend gekrümmten Zahnrad-/Zahnstangentrieb enthält.

Aus Sicherheitsgründen besteht der Antrieb nach Anspruch 8 vorzugsweise aus einem Haupt- und einem diesen bei einer Störung unterstützenden oder ersetzenden, zweckmäßigerweise selbstversorgenden Notantrieb, durch den das Türblatt zumindest einmalig aus der vollständigen Schließ- in die voll­ ständig aufgeschwenkte Position verfahrbar ist.

Der Antrieb kann hydraulisch oder pneumatisch oder aber, wie nach Anspruch 9 der Einfachheit halber bevorzugt, elektromotorisch ausgebildet sein.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispieles in Ver­ bindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schema­ tisierter Darstellung:

Fig. 1 ein Türsystem nach der Erfindung mit dem Türblatt im ange­ hobenen, teilweise aufgeschwenkten Zustand;

Fig. 2 das Türsystem nach Fig. 1 in der vollständigen Schließlage des Türblatts; und

Fig. 3 eine vergrößerte Teildarstellung des Türsystems nach Fig. 1 mit einem modifizierten Hub- und Schwenkantrieb.

Das in den Fig. gezeigte Türsystem ist vom sog. "Plug"-Typ, d. h. das Tür­ blatt 2 ist in der vollständigen Schließlage (Fig. 2) in einen formschlüssigen Eingriff zwischen türrahmenfesten Aufnahmeelementen 4 und am Türblatt­ rand befestigten Widerlagern 6 abgesenkt und wird zum Öffnen auf einer entsprechend der Flugzeugaußenkontur gekrümmten Hubbewegungsbahn aus dem formschlüssigen Eingriff mit den Aufnahmeelementen 4 bezüglich des Türausschnitts 8 angehoben (Pfeilrichtung A), bevor es aus dem Tür­ ausschnitt 8 nach außen geschwenkt und dann im wesentlichen parallel zur Rumpf-Außenseite in die vollständige Öffnungslage verfahren wird (Pfeil­ richtung B gemäß Fig. 1).

Die zu diesem Zweck benötigte Schwenk- und Trageinrichtung enthält einen Tragarm 10, an dem das Türblatt 2 um eine Schwenkachse S1 drehbeweg­ lich aufgehängt ist, sowie ein mit dem Tragarm 10 um eine zur Schwenk­ achse S1 parallele Achse S2 schwenkbeweglich verbundenes Tragstück 12, welches an den Türrahmen 14 über eine insgesamt mit 16 bezeichnete Hub­ einrichtung angeschlossen ist. In der Bewegungsphase B wird das Türblatt 2 durch zwei zwischen Türblatt 2 und Türrahmen 14 wirksame Steuerlenker 18 geführt.

Für die Hub- und die Schwenkfunktion ist ein mit seinem Gehäuse 19 am Tragarm 10 befestigter Antrieb 20 vorgesehen, der aus einem elektro­ motorischen Hauptantrieb 22 und einem diesen bei einem Ausfall unter­ stützenden oder ersetzenden, auf der gleichen Achse wie der Hauptantrieb 22 normalerweise "leer" mitlaufenden Notantrieb 24 besteht. Das Ritzel 26 des Antriebs 20 steht in Eingriff mit einem um die Schwenkachse S2 frei drehbar gelagerten Zwischenrad 28, welches mit dem Antriebsritzel 30 einer am Tragstück 12 drehbar gelagerten Antriebsspindel 32 kämmt, deren Spindelschloß 34 über einen Drehpunkt 36 am Türrahmen 14 befestigt ist. Am oberen Ende ist das Tragstück 12 über ein Rollenlager 38 in einem Füh­ rungsschlitz 40 am Türrahmen 14 verschieblich geführt. Die Geometrie der aus der Antriebsspindel 32, dem Drehpunkt 36 sowie dem Rollenlager 38 und dem Führungsschlitz 40 bestehenden Hubkinematik ist so gewählt, daß das Türblatt 2 zusammen mit der Trageinrichtung 10, 12 bei Drehung der Antriebsspindel 32 auf einer entsprechend der Flugzeugaußenkontur ge­ krümmten Hubbewegungsbahn A verfahren wird, wie dies in Fig. 2 durch die unterschiedlich geneigten Hubrichtungen O und U der oberen bzw. unteren Türblattkante 42, 44 angedeutet ist, wobei die Schwenkachsen S1 und S2, die beim Anheben des Türblatts mitverkippen, am Ende des Öff­ nungshubes vertikal bezüglich eines flugzeugfesten Bezugssystems ausge­ richtet sind.

Wird der Antrieb 20 in der vollständigen Schließlage des Türblatts 2 (Fig. 2) aktiviert, so wird die Spindel 32 angetrieben und dadurch die Trag­ einrichtung 10, 12 und das Türblatt 2 im Türausschnitt 8 angehoben. Dabei stützt sich das Reaktionsmoment des Antriebs 20 über das Gehäuse 19 am Tragarm 10 ab, jedoch wird ein Aufschwenken des Türblatts 2 zunächst durch den formschlüssigen Eingriff der Widerlager 6 in den Aufnahmeele­ menten 4 sowie evtl. zusätzlich durch türblattfeste Rollen 46, die in entspre­ chenden Führungsschienen 48 am Türausschnitt 8 laufen, verhindert, bis das Ende des Öffnungshubes, anschlagbegrenzt einerseits durch die Rollen 46 und Führungsschienen 48 und andererseits durch das gegen das Tragstück 12 anlaufende Spindelschloß 34, erreicht ist. In dieser Position, in der die Spindel 32 nicht mehr weiter verdrehbar ist, sind die Widerlager 6 aus dem formschlüssigen Eingriff mit den Aufnahmeelementen 4 herausgehoben und die Führungsrollen 46 aus den Führungsschienen 48 frei nach außen ver­ fahrbar. Da das Zwischenrad 28 nunmehr durch das Antriebsritzel 30 dreh­ fest gehalten wird, läuft das Ritzel 26 bei weiter aktiviertem Antrieb 20 nach Art eines Planetenrades um das stillstehende Zwischenrad 28, so daß der Tragarm 10 um die Schwenkachse S2 ausgefahren wird und dadurch das Türblatt 2 zunächst aus dem Türausschnitt 8 nach außen (Fig. 1) und dann im wesentlichen parallel zur Flugzeugaußenkontur in die vollständige Öff­ nungslage verschwenkt wird.

Zum Schließen der Tür wird der Antrieb 20 mit entgegengesetzter Dreh­ richtung aktiviert, so daß die beschriebenen Türfunktionen im umgekehrten Sinne ablaufen. Dabei muß während der Schwenkphase des Türblatts 2 sichergestellt werden, daß das Zwischenrad 28 und die Antriebsspindel 32 drehfest arretiert bleiben, bis das Türblatt 2 vollständig in den Türausschnitt 8 eingeschwenkt ist. Zu diesem Zweck ist am Tragstück 12 ein federbe­ lasteter Sperrhebel 50 vorgesehen, der in eine Verrastung 52 des Zwischen­ rades 28 eingreift, solange sich das Türblatt 2 in der Schwenkphase B befin­ det. Beim Einschwenken des Türblatts 2 in den Türausschnitt 8 wird der Sperrhebel 50 entgegen der Federkraft durch einen Anschlag 54 des Trag­ arms 10 aus der Verrastung 52 zurückgeschoben, so daß das Zwischenrad 28 und die Antriebsspindel 32 frei drehbar werden und das Türblatt 2 unter der Wirkung des weiterlaufenden Antriebs 20 erneut in die vollständige Schließlage (Fig. 2) abgesenkt wird.

Solange der Antrieb 20 abgeschaltet ist, bleibt das Türblatt 2 in der in Fig. 1 gezeigten Schließlage dadurch verriegelt, daß die Schraubverbindung zwi­ schen der Antriebsspindel 32 und dem Spindelschloß 34 selbstsperrend aus­ gebildet ist. Hierdurch wird sichergestellt, daß das Türblatt 2 durch Vibra­ tions- oder Stoßeinwirkungen nicht von allein aus der voll abgesenkten Hub­ position auswandern und dadurch vom formschlüssigen Eingriff mit den rumpffesten Aufnahmeelementen 4 freikommen kann.

Gemäß Fig. 3 ist zur Hubsteuerung des Tragarms 10 anstelle der Spindel­ führung ein unterer, türrahmenfester Führungsschlitz 56 einschließlich eines Rollenlagers 58 vorgesehen. In diesem Fall sind der Tragarm 10 und das Tragstück 12 einteilig ausgebildet und die Schwenkachse S2 liegt unmittel­ bar zwischen dem Tragarm 10 und dem oberen und unteren Rollenlager 38 bzw. 58 (Drehgelenke 60 bzw. 62). Der Antrieb 20, dessen Haupt- und Not­ antrieb 22, 24 gehäuseseitig wiederum am Tragarm 10 befestigt sind, enthält ein über ein Getriebe 64 koaxial zur Schwenkachse S2 angetriebenes, nach Art eines Schneckenrades ausgebildetes Antriebsritzel 66, welches mit einer türrahmenfesten Zahnstange 68 in Eingriff steht.

Wird der Antrieb 20 in der gezeigten Öffnungslage der Tür, in der das An­ triebsritzel 66 - etwa durch eine der Fig. 1 entsprechende Verrastung (in Fig. 3 nicht dargestellt) - drehfest verriegelt ist, aktiviert, so wird der Tragarm 10 unter dem Einfluß des von seiten des Gehäuses 19 des Antriebs 20 einwir­ kenden Drehmoments um die Achse S2 eingeschwenkt, bis das Türblatt 2 vollständig in den Türausschnitt 8 eingefahren und die Verriegelung gelöst ist, woraufhin nunmehr das Antriebsritzel 66 umläuft und sich auf der Zahn­ stange 68 abwärtsbewegt, so daß der Tragarm 10 abgesenkt und verkippt und das Türblatt 2 auf einer durch die Form der Führungsschlitze 40, 56 und Führungsschienen 48 (Fig. 1) vorgegebenen, gekrümmten Hubbewegungs­ bahn in die vollständige Schließlage bewegt wird. Am Ende des Schließhubs schaltet der Antrieb 20 ab und die Hubkinematik wird - z. B. wiederum durch selbstsperrende Ausbildung des Antriebs 20 - verriegelt.

Zum Öffnen der Tür wird der Antrieb 20 mit entgegengesetzter Drehrichtung aktiviert und die beschriebenen Türfunktionen laufen in umgekehrter Reihenfolge ab. Im übrigen ist die Bau- und Funktionsweise des in Fig. 3 ge­ zeigten Hub- und Schwenkantriebs die gleiche wie bei dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel.

Claims (9)

1. Türsystem, insbesondere für ein Passagierflugzeug, mit einer zwi­ schen Türblatt und Türrahmen wirkenden, das Türblatt schwenkbe­ weglich abstützenden, motorisch angetriebenen Trageinrichtung und einer an diese angeschlossenen, ebenfalls motorisch angetriebenen Hubeinrichtung, die das Türblatt am Ende der Einschwenkbewegung quer zur Schwenkrichtung unter formschlüssigem Eingriff mit türrah­ menfesten Aufnahmeelementen auf einer gekrümmten Hubbewe­ gungsbahn in die vollständige Schließlage verfährt und zu Beginn des Öffnungsvorgangs mit entgegengesetzter Hubrichtung aus dem form­ schlüssigen Eingriff herausbewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (16) und die Trageinrichtung (10, 12) einen ge­ meinsamen, am Ende des Öffnungshubs zwischen der Trag- und der Hubeinrichtung (10, 12; 16) umgesteuerten Antrieb (20) besitzen.

2. Türsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung (16) zwischen der Trageinrichtung (10, 12) und dem Türrahmen (14) angeordnet ist.

3. Türsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) bei aufgeschwenktem Türblatt (2) gegen ein Um­ steuern auf die Hubeinrichtung (16) arretiert ist.

4. Türsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) mechanisch umsteuerbar ist.

5. Türsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) zwei gegenseitig verkoppelte, einerseits mit der Trageinrichtung (10, 12) und andererseits mit der Hubeinrichtung (16) ständig antriebsschlüssig verbundene Antriebselemente (Gehäuse 19 und Ritzel 26) enthält, von denen das mit der Trageinrichtung ver­ bundene Antriebselement (19) während der Hubbewegung des Tür­ blatts (2) selbsttätig gesperrt und am Ende des Öffnungshubs frei­ gegeben ist und das mit der Hubeinrichtung (16) verbundene An­ triebselement (26) während der Schwenkphase des Türblatts (2) selbsttätig gesperrt und am Ende der Einschwenkbewegung frei­ gegeben ist.

6. Türsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) auf seiten der Hubeinrichtung (16) einen Spindeltrieb (32, 34) enthält.

7. Türsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) auf seiten der Hubeinrichtung (16) einen Zahnrad-/­ Zahnstangentrieb (66, 68) enthält.

8. Türsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) aus einem Haupt- und einem diesen bei einer Störung unterstützenden oder ersetzenden Notantrieb (22, 24) besteht.

9. Türsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (20) elektromotorisch betrieben ist.