-
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung mit mindestens zwei, zwischen einer geschlossenen und einer offenen Position relativ zueinander verstellbaren Vorrichtungsteilen, von denen eines ein Verriegelungselement und ein weiteres ein Trägerteil mit einem relativ dazu beweglichen Riegel aufweist, der derart zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung verstellbar ist, dass er in der Schließstellung das Verriegelungselement sperrt und dieses in der Offenstellung freigibt.
-
Eine derartige Vorrichtung ist aus der Praxis bekannt Sie wird in Passagierflugzeugen dazu verwendet, um die Gepäckfachklappen von über den Sitzen der Passagiere befindlichen Handgepäckfächern während des Fluges zu verriegeln, damit die darin befindlichen Gepäckstücke beispielsweise beim Auftreten von Turbulenzen und/oder bei plötzlichen Flugmanövern nicht aus dem Gepäckfächern herausfallen können. Die Gepäckfächer haben zu diesem Zweck jeweils eine Gepäckfachklappe, die zwischen einer geschlossenen und einer offenen Position verstellbar ist. An der Gepäckfachklappe ist ein als Schlosskasten ausgestaltetes Trägerteil angeordnet, an dem ein zwischen einer Schließ- und einer Offenstellung verstellbarer Riegel angebracht ist, der mit einem am Gepäckfach vorgesehenen Verriegelungselement zusammenwirkt. Wenn sich der Riegel bei geschlossener Gepäckfachklappe in der Schließstellung befindet, hintergreift das Verriegelungselement den Riegel, so dass sich die Gepäckfachklappe dann nicht unbeabsichtigt öffnen kann. Die Verriegelungsvorrichtung hat sich in der Praxis als zuverlässig erwiesen, weil sie auch bei abgeschalteter Bordelektrik noch funktionsfähig ist Die Verriegelungsvorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass sie ein relativ hohes Gewicht aufweist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Gepäckfachklappe von einer von dem Riegel entfernten, für die Passagiere bequem zu erreichenden Stelle aus mit einem entsprechenden Betätigungselement, wie z. B. einem Handgriff geöffnet werden soll und das Betätigungselement mechanisch über einen Seilzug, ein Gestänge oder dergleichen mit dem Riegel gekoppelt ist.
-
Es besteht deshalb die Aufgabe, eine Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die in einem Flugzeug auf komfortable Weise zuverlässig entriegelt werden kann, aber dennoch ein geringes Gewicht ermöglicht.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass an dem Trägerteil ein Kniehebel angeordnet ist, der zumindest einen um eine Schwenkachse relativ zu dem Trägerteil verschwenkbaren ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweist, der um eine von der Schwenkachse beabstandete, parallel zu der Schwenkachse verlaufende Kniegelenkachse relativ zu dem ersten Schenkel verschwenkbar ist, dass der Riegel derart mit dem Kniehebel in Antriebsverbindung steht, dass die Schenkel des Kniehebels in der Schließstellung des Riegels in eine erste, nahe der Totpunktlage des Kniehebels befindliche Schwenkposition relativ zueinander verschwenkt sind und der Kniehebel in dieser Schwenkposition beim Auftreten einer über das Verriegelungselement auf den Riegel einwirkenden Haltekraft gegen eine von der Schwenkachse beabstandete Widerlagerstelle positioniert wird, dass der Kniehebel mittels einer Entsperreinrichtung aus der ersten Schwenkposition über seinen Totpunkt hinaus in eine zweite, der Offenstellung des Riegels zugeordnete Schwenkposition verstellbar ist, und dass die Entsperreinrichtung zum Verstellen des Kniehebels aus der ersten in die zweite Schwenkposition einen elektrischen Aktor aufweist, der mit einem elektrischen Energiespeicher verbindbar ist.
-
In vorteilhafter weise ist es dadurch möglich, die Verriegelungsvorrichtung beispielsweise mittels eines elektrischen Tasters oder dergleichen Betätigungseinrichtung von einer von dem Riegel entfernten Stelle aus komfortabel zu entriegeln. Da die Entriegelung mittels des Aktors elektrisch erfolgt, kann eine mechanische Verbindung zwischen dem Betätigungselement und dem Aktor entfallen. Die Verriegelungsvorrichtung ermöglicht dadurch ein geringes Gewicht. Da der Aktor aus einem elektrischen Energiespeicher mit Strom versorgt wird, kann die Verriegelungsvorrichtung unabhängig von der Bordelektrik des Flugzeugs betätigt werden. Dadurch ist es möglich, die Verriegelungsvorrichtung auch dann noch zu entriegeln, wenn die Bordspannung des Flugzeugs – beispielsweise nach Erreichen der Parkposition des Flugzeugs – abgeschaltet ist. Der Energiespeicher ist bevorzugt dicht zum Aktor benachbart und kann beispielsweise an oder in einem mit der Verriegelungsvorrichtung zu verriegelnden Gepäckfach und bevorzugt zusammen mit dem Aktor und dem Kniehebel in einem als Schlosskasten ausgebildeten Trägerteil angeordnet sein. Der Energiespeicher hat außerdem den Vorteil, dass beim Entriegeln des Riegels die Bordspannung des Flugzeugs nicht oder nur in geringem Maße mit einem elektrischen Strom belastet wird, auch nicht, wenn beispielsweise in einem Passagierflugzeug eine Vielzahl von Verriegelungsvorrichtungen gleichzeitig betätigt werden. Da der Riegel in der Verriegelungsstellung über einen in der Nähe seiner Totpunktlage angeordneten Kniehebel gegen eine Widerlagerstelle abgestützt ist, ist der Riegel auch beim Auftreten größerer Haltekräfte sicher in der Verriegelungsstellung gehalten. Dennoch kann der mit der Haltekraft beaufschlagte Riegel mittels der Entsperreinrichtung mit geringem Kraftaufwand in die Offenstellung verstellt werden. Dadurch können der Aktor und der Energiespeicher sehr kompakte Abmessungen und ein entsprechend geringes Gewicht aufweisen.
-
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der Aktor einen Elektromagnet mit einem elektromagnetisch verstellbaren Betätigungselement auf, das zum Verstellen des Kniehebels zwischen einer Ruhelage und einer Arbeitslage quer zur Schwenkachse verschiebbar ist. Die Verriegelungsvorrichtung ist dadurch kostengünstig mit geringem Gewicht herstellbar.
-
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist das Betätigungselement als Schlagbolzen ausgestaltet, der in der Ruhelage durch einen Freiraum von einer von der Schwenkachse entfernten Betätigungsstelle des Kniehebel beabstandet und in der Arbeitslage gegen die Betätigungsstelle positioniert ist. Der Schlagbolzen kann dann beim Verstellen aus der Ruhelage in die Arbeitslage in dem Freiraum beschleunigt werden, um die zum Verstellen des Riegels aus der Schließ- in die Offenstellung benötigte kinetische Energie aufzubauen. Das Betätigungselement kann somit eine entsprechend geringe Stromaufnahme aufweisen und dennoch kann der Riegel, auch wenn er mit einer Haltekraft beaufschlagt ist, zuverlässig geöffnet werden. Durch die geringe Stromaufnahme des Betätigungselements ist es möglich, das Betätigungselement und den Energiespeicher mit sehr kompakten Abmessungen und einem entsprechend geringen Gewicht auszugestalten.
-
Vorteilhaft ist, wenn der Riegel als hakenförmiges Teil ausgestaltet ist, welches um eine etwa parallel zur Schwenkachse angeordnete Drehachse zwischen der Schließ- und einer Offenstellung verschwenkbar mit dem Trägerteil verbunden ist. Das Verriegelungselement kann dann als Verriegelungsvorsprung, insbesondere als Bolzen ausgestaltet sein, den der hakenförmige Riegel in Verriegelungsstellung hintergreift.
-
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Riegel um eine parallel zu seiner Drehachse angeordnete, von dieser und der Kniegelenkachse beabstandeten Verbindungsgelenkachse verschwenkbar mit dem zweiten Schenkel des Kniehebels verbunden ist. Die Verriegelungsvorrichtung ermöglicht dadurch noch kompaktere Abmessungen.
-
Vorteilhaft ist, wenn zwischen dem Trägerteil und dem Kniehebel eine Feder angeordnet ist, welche den Kniehebel derart mit einer Federkraft und/oder einem Drehmoment beaufschlagt, dass dieser in der Schließstellung des Riegels an die Widerlagerstelle angedrückt wird. Dadurch wird beim Auftreten von Beschleunigungen und/oder Vibrationen an der Verriegelungsvorrichtung ein unbeabsichtigtes Verstellen des in der ersten Schwenkposition bzw. in Schließstellung befindlichen Kniehebels vermieden.
-
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen dem Trägerteil und dem Riegel ein Federelement angeordnet, welches beim Verstellen des Riegels aus der Offen- in die Schließstellung gespannt wird. Dadurch wird beim Auftreten von Beschleunigungen und/oder Vibrationen an der Verriegelungsvorrichtung ein unbeabsichtigtes Verstellen des in der Offenstellung befindlichen Riegels vermieden.
-
Vorteilhaft ist, wenn das Betätigungselement einen Permanentmagnet aufweist, und wenn der Aktor mit einer Ansteuereinrichtung verbunden ist, die einen Magnetfeldsensor zum Erfassen der Lage des Permanentmagnets und ein Betätigungselement zum Aktivieren des Aktors aufweist. Dabei ist es sogar möglich, dass der Permanentmagnet an dem verstellbaren Betätigungselement des Elektromagnets angeordnet ist und mit einer Feldspule zum Erzeugen eines Magnetfelds zusammenwirkt. Der Permanentmagnet erfüllt dann eine Doppelfunktion, bei welcher er einerseits zum Antreiben des Betätigungselements und andererseits zum Detektieren der Lage des Betätigungselements genutzt wird.
-
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Energiespeicher mindestens einen Kondensator, der über eine Ladeeinrichtung mit Versorgungsspannungsanschlüssen verbunden ist. Der Energiespeicher kann dann bei Bedarf aus dem Bordnetz des Flugzeugs aufgeladen werden. Dabei kann der Ladestrom kleiner sein als der zum Betätigen des Aktors benötigte Strom, so dass das Bordnetz beim Laden des Kondensators praktisch nicht belastet wird. Der Kondensator kann insbesondere ein elektrochemischer Doppelschichtkondensator sein.
-
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine Aufsicht auf eine in Schließstellung befindliche Verriegelungsvorrichtung,
-
2 eine Aufsicht auf die Verriegelungsvorrichtung während des Entsperrens eines Verriegelungshakens, und
-
3 eine Darstellung ähnlich 1 und 2, wobei sich jedoch die Verriegelungsvorrichtung in Offenstellung befindet.
-
Eine in 1 im Ganzen mit 1 bezeichnete Verriegelungsvorrichtung zum Verriegeln eines Gepäckfachs in einem Passagierraum eines Flugzeugs weist eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Gepäckablage auf, die im Deckenbereich des Passagierraums über den Sitzen der Fluggäste angeordnet ist. Zur Aufnahme von Handgepäck oder dergleichen Gegenstände weist die Gepäckablage eine hinter einer Öffnung angeordnete, durch Wände begrenzte Innenhöhlung auf. An der Öffnung ist eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Gepäckfachabdeckung angeordnet, die in an sich bekannter Weise zwischen einer Offenstellung, in welcher die Innenhöhlung zum Einlagern und Entnehmen von Gepäckstücken durch die Öffnung hindurch zugänglich ist, und einer Schließstellung, in welcher die Gepäckfachabdeckung die Öffnung abdeckt, verstellbar. Die Gepäckfachabdeckung ist vorzugsweise als Gepäckklappe ausgestaltet, kann aber auch eine Schiebetüre sein.
-
An der Gepäckablage ist ein etwa bolzenförmiges Verriegelungselement 2 und an der Gepäckfachabdeckung ein als Schlosskasten ausgestaltetes Trägerteil 3 angeordnet, relativ zu dem ein beweglicher Riegel 4 zwischen einer in 1 gezeigten Schließstellung und einer in 3 gezeigten Offenstellung verstellbar ist. Der Riegel 4 ist als hakenförmiges Teil ausgestaltet, welches um eine normal zur Zeichenebene der 1 angeordnete Drehachse 5 relativ zu dem Trägerteil 3 verschwenkbar mit diesem verbunden ist.
-
Das Trägerteil 3 hat eine an einem Ende randoffene, etwa schlitzförmige Aussparung 6, die sich in einer Ebene erstreckt, die normal zur Drehachse 5 des Riegels 4 angeordnet ist. In der Schließstellung der Gepäckfachabdeckung greift das Verriegelungselement 2 in die Aussparung 6 ein.
-
Der Riegel 4 weist eine etwa U-förmige Öffnung 7 auf, welche die Aussparung in Schließstellung des Riegels 4 überdeckt. Dabei umgreifen einerseits der Riegel 4 und andererseits die Aussparung 6 das Verriegelungselement 2 jeweils derart in quer zueinander verlaufenden Richtungen beidseits, dass das Verriegelungselement 2 formschlüssig von dem Trägerteil 3 und dem Riegel 4 umgrenzt wird.
-
An dem Trägerteil 3 ist ein Kniehebel 8 angeordnet ist, der einen um eine Schwenkachse 9 relativ zu dem Trägerteil 3 verschwenkbaren ersten Schenkel 10 und einen zweiten Schenkel 11 aufweist, der um eine von der Schwenkachse 9 beabstandete, parallel zu der Schwenkachse 9 verlaufende Kniegelenkachse 12 verschwenkbar mit dem ersten Schenkel 10 verbunden ist.
-
Der Riegel 4 ist an einer von seiner Drehachse 5 und der Kniegelenkachse 12 des Kniehebels 8 beabstandeten, zu dieser parallelen Verbindungsgelenkachse 13 verschwenkbar mit dem zweiten Schenkel 11 verbunden. Wie in 1 erkennbar ist, sind die Schenkel 10, 11 des Kniehebels 8 in der Schließstellung des Riegels 4 in einer ersten, nahe des Totpunkts des Kniehebels 8 befindliche Schwenkposition relativ zueinander angeordnet. Dabei ist die Kniegelenkachse 12 etwas von einer die Schwenkachse 9 und die Verbindungsgelenkachse 13 enthaltenden Ebene 14 von dem Verriegelungselement 2 weg beabstandet.
-
In dieser Lage ist der erste Schenkel 10 gegen eine Widerlagerstelle 15 positioniert, die sich an einem an dem Trägerteil 3 angeordneten Anschlagelement 16 befindet. Die Widerlagerstelle 15 ist derart an der dem Verriegelungselement 2 abgewandten Seite des Kniehebels 8 angeordnet, dass der erste Schenkel 10 an der Widerlagerstelle 15 abgestützt wird, wenn das Verriegelungselement 2 mit einer Haltekraft 17 beaufschlagt wird, die vom Grund der Aussparung 6 weg in Richtung zur randoffenen Stelle der Aussparung 6 gerichtet ist. Dadurch wird der Riegel 4 daran gehindert, um seine Drehachse 5 in Richtung auf die Offenstellung zu verschwenken.
-
Um ein versehentliches Verstellen des in der ersten Schwenkposition befindlichen Kniehebels 8 zu verhindern, ist zwischen dem ersten Schenkel 10 und dem Trägerteil 3 eine als Schenkelfeder ausgestaltete Feder 18 angeordnet, welche den ersten Schenkel 10 in Richtung auf die Widerlagerstelle 15 vorspannt.
-
Zum Entsperren des Riegels 4 weist die Verriegelungsvorrichtung 1 eine im Ganzen mit 19 bezeichnete Entsperreinrichtung auf, mittels welcher der Riegel 4 aus seiner der Schließstellung zugeordneten ersten Schwenkposition über seinen Totpunkt hinaus in eine zweite, in 3 dargestellte, der Offenstellung des Riegels 4 zugeordnete Schwenkposition verstellbar ist. Wie in 2 und 3 erkennbar ist, bewegt sich dabei die Kniegelenkachse 12 auf die Aussparung 6 des Trägerteils 3 zu.
-
Die Entsperreinrichtung 19 hat einen elektrischen Aktor, der zum Entsperren des Riegels 4 über eine an dem Trägerteil 2 angeordnete Ansteuereinrichtung 20 mit einem elektrischen Energiespeicher 21 verbindbar ist. Der Energiespeicher 21 weist mindestens einen an dem Trägerteil 2 angeordneten Leistungs-Kondensator (Powercap) auf. Der Energiespeicher 21 kann über einen an dem Trägerteil 2 angeordneten elektrischen Anschluss 22 aus dem Bordnetz des Flugzeugs aufgeladen werden. Der Aktor kann über einen mit dem elektrischen Anschluss 22 verbindbaren, von dem Riegel 4 entfernt angeordneten Taster betätigt werden, der in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist.
-
Der Aktor weist einen Elektromagnet auf, der eine an dem Trägerteil 3 angeordnete Magnetspule 23 hat, die über die Ansteuereinrichtung 20 mit Strom versorgt werden kann. Mit der Magnetspule 23 wirkt ein relativ zu dem Trägerteil 3 verschiebbares, als Schlagbolzen ausgestaltetes Betätigungselement 24 zusammen, welches einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Permanentmagnet aufweist, der durch Bestromen der Magnetspule 23 gegen die Rückstellkraft einer Feder quer zur Schwenkachse 9 des Riegels 4 in Richtung des Pfeils 25 aus einer in 1 gezeigten Ruhelage in eine in 2 gezeigte Arbeitslage verschiebbar ist.
-
In der Ruhelage ist das Betätigungselement 24 durch einen Freiraum 26 von dem Kniehebel 8 beabstandet und in der Arbeitslage ist das Betätigungselement 24 an einer von der Achse des Verbindungsgelenks 12 beabstandeten Betätigungsstelle gegen den zweiten Schenkel 11 positioniert. Auf seinem Weg von der Ruhelage in die Arbeitslage wird das Betätigungselement 24 in dem Freiraum 26 beschleunigt. Die dabei aufgebaute kinetische Energie wird in Form eines Drehmoments auf den zweiten Schenkel 11 übertragen, wenn das Betätigungselement 24 mit diesem kollidiert. Das Drehmoment ist derart orientiert und dimensioniert, dass der erste Schenkel 10 entgegen der Federkraft der ersten Schenkelfeder 18 aus der ersten Schwenkposition in die zweite Schwenkposition verstellt wird. Dabei verschwenkt der Riegel 4 um seine Drehachse 5, so dass das Verriegelungselement 2 freigegeben wird und aus der Aussparung 6 herausbewegt werden kann (3).
-
Zum Erfassen der Lage des Betätigungselements 24 weist die Ansteuereinrichtung 20 einen ortsfest am Trägerteil 3 angeordneten Magnetfeldsensor 27 auf, mittels dem das Magnetfeld des Permanentmagnets detektierbar ist.
-
Zwischen dem Trägerteil 3 und dem Riegel 4 ist ein als Schenkelfeder ausgestaltetes Federelement 28 angeordnet ist, welches auf den Riegel 4 ein in Richtung seiner Offenstellung wirkendes Drehmoment ausübt. Dadurch wird verhindert, dass sich der Riegel bei geöffneter Gepäckfachabdeckung versehentlich aus der Offenstellung verstellt. Wenn der Riegel 4 aus der Offen- in die Schließstellung verstellt wird, wird das Federelement 28 gespannt. Das Federelement 28 ist so dimensioniert, dass es in der Offenstellung ein Drehmoment auf den ersten Schenkel 10 des Kniehebels 8 ausübt, das dem Drehmoment der Feder 18 entgegengerichtet und betragsmäßig größer ist als dieses.
-
Erwähnt werden soll noch, dass der Riegel 4 bei Bedarf auch manuell entriegelt werden kann. Zu diesem Zweck ist am Trägerteil 3 ein axial verschiebbarer Druckknopf 29 angebracht, der gegen die Rückstellkraft einer Schraubenfeder 30 derart gegen das Betätigungselement 24 positioniert werden kann, dass dieses in die Arbeitslage verstellt wird.
