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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Flugzeugtür, die sich rasch öffnet, wenn
ihre beiden Seiten plötzlich
stark unterschiedlichen Drücken
ausgesetzt werden, um Materialschäden zu verhindern, die auf
eine plötzliche
Druckverminderung in einem Raum des Flugzeugs zurückzuführen sind.
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Es
ist bekannt, dass zivile Verkehrsflugzeuge in sehr großen Höhen fliegen,
wo sehr geringe Drücke
vorherrschen, so dass es notwendig ist, während des Fluges bestimmte
Räume dieser
Flugzeuge mit Druck zu beaufschlagen, beispielsweise den Passagierraum,
den Pilotenraum oder bestimmte Laderäume, um die Folgen dieser geringen
Drücke
auf Personen und Fracht zu verhindern.
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Während des
Fluges kann es jedoch zu einer plötzlichen Druckverminderung
in einem oder mehreren dieser mit Druck beaufschlagten Räume kommen,
die im Flugzeug erhebliche Materialschäden hervorrufen können.
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Diese
Materialschäden
werden durch den Druckunterschied verursacht, der zwischen den mit Druck
beaufschlagten Räumen
des Flugzeuges und denen mit vermindertem Druck vorherrscht. Die Strukturen
werden dann bedeutenden, nicht vorhergesehenen Belastungen ausgesetzt,
die Störungen in
den Strukturen mit sich bringen können, die bis zu ihrem Bruch
führen.
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Um
derartige Schäden
zu verhindern, hat man sich unterschiedliche Lösungen ausgedacht. Als Beispiel
kann man das Dokument FR-2 306 877 (
US 4
703 908 ) anführen.
In der Regel bestehen diese Lösungen
aus Vorrichtungen, die es erlauben, die Druckunterschiede zwischen
den verschiedenen Räumen
zu beseitigen oder zu beschränken.
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Es
gibt verschiedene Ursachen, die eine plötzliche Druckverminderung in
mit Druck beaufschlagten Passagierräumen, Pilotenräumen oder
Laderäumen
hervorrufen können.
Zum Beispiel kann sich während
des Fluges eine schlecht verschlossene Tür öffnen, ein Kabinenfenster oder
ein Element der Windschutzscheibe kann kaputtgehen oder es kann
sich infolge eines Aufsetzens oder einer Explosion ein Loch in der
Struktur bilden.
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Eine
offene Stelle im Pilotenraum erzeugt unabhängig von ihrer Ursache (Aufsetzen,
Explosion) eine sofortige Druckverminderung im Pilotenraum. Der
große
Druckunterschied, der sich daraufhin zwischen dem Pilotenraum und
dem Passagierraum aufbaut, führt
zu Belastungen der zwischen diesen beiden Kabinen vorhandenen Strukturen,
beispielsweise der Tür
und Zwischenwände.
Diese Strukturen (insbesondere die Zwischenwände) sind jedoch massebedingt
nicht so dimensioniert, dass sie diesen Belastungen standhalten.
Ferner kann sich die Tür,
die die beiden Räume
voneinander trennt, und die aus Sicherheitsgründen meist geschlossen ist,
unter der Wirkung des großen
Druckunterschiedes nur mit einer Geschwindigkeit öffnen, die
nicht groß genug
ist, um die Drücke
schnell auszugleichen, was die Strukturen beschädigen könnte.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diesen Nachteil zu beseitigen,
indem sie erlaubt, das Öffnen
einer derartigen Flugzeugtür
zu beschleunigen.
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Zu
diesem Zweck zeichnet sich die Tür,
die eine Öffnung
in einer Wand in einem Flugzeug verschließt, die einen ersten und einen
zweiten Raum, in denen zumindest annähernd gleiche Drücke vorherrschen,
voneinander trennt, wobei der Druck in dem zweiten Raum plötzlich auf
einen sehr niedrigen Wert absinken kann, und die Tür entlang
einer ihrer Kanten an einer Seite der Öffnung angelenkt ist, dadurch aus,
dass sie auf ihrer dem ersten Raum zugewandten Fläche und
in der Nähe
der freien Kante der Tür, die
der angelenkten Kante gegenüberliegt,
mindestens einen Flügel
aufweist, der in Bezug zu der zum ersten Raum hinweisenden Seite
hervorsteht.
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In
der Tat hat die Anmelderin festgestellt, dass die relative Langsamkeit
des Öffnens
einer Tür zwischen
derartigen Räumen,
im Falle, dass einer der beiden einer plötzlichen Druckverminderung
ausgesetzt wird, aus dem Phänomen
resultiert, dass sich die Tür
durch gasförmige
Ströme
verdreht, die versuchen, die auf die beiden Flächen der Tür wirkenden Drücke vorübergehend
auszugleichen. Ein derartiger frühzeitiger
Ausgleich der auf die Tür
wirkenden Drücke
verlangsamt das Öffnen
der Tür,
was wiederum den Gesamtausgleich der Drücke zwischen dem ersten und
dem zweiten Raum verzögert
und die Belastungen verlängert,
die auf die umgebenden Strukturen wirken und zu Beschädigungen
oder sogar zur Zerstörung
dieser Strukturen führen.
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Dank
der vorliegenden Erfindung widersetzt sich jedoch der Flügel dem
Ausgleich der auf die beiden Flächen
der Tür
wirkenden Drücke
durch Verdrehen, so dass der Druck, der im ersten Raum vorherrscht,
länger
auf die Tür
wirkt, was ein rasches Öffnen
der Tür
in Richtung des zweiten Raumes erlaubt.
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Gemäß den vorteilhaften
Besonderheiten der vorliegenden Erfindung kann man Folgendes nennen:
- 1. der hervorstehende Flügel ist parallel zur freien Kante
der Tür;
- 2. der Abstand, der den vorstehenden Flügel von der freien Kante trennt,
ist mindestens gleich der Höhe
des vorstehenden Flügels
in Bezug zu der dem ersten Raum zugewandten Fläche;
- 3. der hervorstehende Flügel
erstreckt sich über die
gesamte Länge
der Tür,
die parallel zur freien Kante ist; und
- 4. der hervorstehende Flügel
ist zumindest annähernd
orthogonal zu der dem ersten Raum zugewandten Fläche.
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Vorzugsweise
gehört
der hervorstehende Flügel
zu einem Winkelprofil, dessen anderer Flügel an der dem ersten Raum
zugewandten Fläche
angebracht wird und dem Befestigen des Winkelprofils an der Tür dient.
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Das
Winkelprofil beschleunigt also nicht nur das Öffnen der Tür, sondern verstärkt außerdem ihren
mechanischen Widerstand, so dass die Tür geringeren Schaden nimmt.
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Selbstverständlich sind
die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile unabhängig von
der Richtung der Drehachse der Tür,
die beispielsweise horizontal oder vertikal sein kann. In dem nachfolgend unter
Bezugnahme auf die Figuren beschriebenen Beispiel ist die Tür jedoch
um eine vertikale Achse angelenkt, wie dies bei einer Tür der Fall
ist, die in einem Flugzeug den Pilotenraum vom Passagierraum trennt.
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Aus
den Figuren der Zeichnung im Anhang ist ersichtlich, wie die Erfindung
ausgeführt
sein kann. Ähnliche
Elemente sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen beschriftet.
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1 zeigt
in Perspektive und in teilweise geöffneter Position eine Tür gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
ein schematischer Querschnitt eines Ausschnitts entlang der Linie
II-II von 1.
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3 zeigt
im Querschnitt und in vergrößerter Darstellung
das freie Ende der Tür
der 1 und 2.
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4 zeigt
in ähnlicher
Ansicht wie 2 eine Tür, die mit der in den 1 und 2 identisch ist,
aber nicht über
die erfindungsgemäße Verbesserung
verfügt.
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5 zeigt
in ähnlicher
Ansicht wie 2 eine Ausführungsvariante der Tür gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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6 zeigt
im Querschnitt und in vergrößerter Darstellung
das freie Ende der Tür
von 5.
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7 ist
ein numerisches Diagramm, das es erlaubt, das Verhalten der Türen der 2, 4 und 5 bei
einer plötzlichen
Druckverminderung zu vergleichen.
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Die
Tür 1,
die in den 1 und 2 leicht geöffnet dargestellt
ist, ist zum Verschließen
einer Öffnung 2 bestimmt,
die in einer Wand 3 vorgesehen ist. Die Wand 3 trennt
die Räume 4 und 5 voneinander,
in denen Drücke
vorherrschen, die zumindest annähernd
gleich sind. Die Tür 1 weist
also, wenn sie geschlossen ist und dadurch die Öffnung 2 verschließt, eine
Fläche 1.4 auf,
die zum Raum 4 hinweist, und eine Fläche 1.5, die zum Raum 5 hinweist.
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Die
Tür 1 ist
entlang ihrer Kante 6 an einem Pfosten 7 ihres
Türrahmens 8 angelenkt,
der die Öffnung 2 in
der Wand 3 abgrenzt. Zu diesem Zweck sind zwischen der
angelenkten Kante 6 und dem Pfosten 7 Scharniere 9 angeordnet.
In dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel sind die angelenkte
Kante 6 und der Pfosten 7 vertikal, und die Tür 1 weist
eine mit dem Bezugszeichen H gekennzeichnete Höhe auf. Die (horizontale) Länge der
Tür 1 ist
mit I bezeichnet.
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Wie
vorstehend angegeben wird angenommen, dass der Druck in dem Raum 5 überraschend und
plötzlich
auf einen sehr niedrigen Wert absinken kann, beispielsweise auf
den Wert, den man auf der Höhe
von Reiseflügen
moderner Flugzeuge vorfindet, und wird versucht, die Auswirkungen
eines derartigen Druckabfalls zu minimieren, wenn dieser bei geschlossenem
Zustand der Tür 1 eintritt,
in dem die Räume 4 und 5 voneinander
getrennt sind.
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Hierzu
wird in einem Ausführungsbeispiel, das
in den 1, 2 und 3 dargestellt
ist, ein Winkelprofil 10 an der Seite 1.4 der
Tür 1 befestigt,
in der Nähe
der freien Kante 11, die der angelenkten Kante 6 gegenüberliegt.
Das Winkelprofil 10 weist einen Flügel 10.1 auf, der
an der Fläche 1.4 angebracht
ist und mit Befestigungsmitteln 12, beispielsweise Schrauben,
an der Tür 1 befestigt
ist.
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Der
andere Flügel 10.2 des
Winkelprofils 10 ist orthogonal und steht in Bezug zur
Fläche 1.4 hervor.
Er ist parallel zur freien Kante 11 und erstreckt sich über die
gesamte Höhe
H der Tür 1.
Der Abstand d, der den Flügel 10.2 von
der freien Kante 11 trennt, ist vorzugsweise gleich der
Höhe s
des Überstands des
Flügels 10.2 in
Bezug zur Fläche 1.4.
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Um
die Leistungen der vorliegenden Erfindung zu beurteilen, wird die
Anordnung der Tür
der 1, 2 und 3, die in 2 mit
I bezeichnet ist, mit einer identischen (in 4 dargestellten
und mit II bezeichneten) Türanordnung
verglichen, die jedoch nicht den hervorstehenden Flügel 10.2 aufweist,
und wird das Diagramm von 7 gezeichnet. In diesem Diagramm
stellt die Achse der Abszissen eine horizontale Strecke dar, die
parallel zur Länge der
Tür 1 ist,
wobei der Nullpunkt der Abszissen der angelenkten Kante 6 entspricht,
während
die Abszisse I der freien Kante 11 entspricht. Die Änderungen des
auf die Fläche 1.4 wirkenden
Druckes der Türanordnungen
I und II hat man als Ordinaten dargestellt, wobei der Druck P der
Druckbeaufschlagung der Räume 4 und 5 vor
der Druckminderung im Raum 5 entspricht, und der Druck
p dem Druck im Raum 5 nach der Druckminderung entspricht.
Ferner entspricht das Diagramm von 7 einer Öffnung der Türen von
ca. 45°.
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Wenn
man die Kurve 15 dieses Diagramms untersucht, die der Türanordnung
II entspricht, stellt man fest, dass der auf die Fläche 1.4 der
Tür 1 wirkende
Druck ab der Hälfte
(ungefähr)
der Länge
I der Tür 1 dieser
Anordnung abfällt
und sich dem Druck p im druckverminderten Raum 5 annähert, was,
wie vorstehend erklärt,
auf das Verdrehungsphänomen zurückzuführen ist,
das zum Ziel hat, die Drücke
auf den beiden Seiten der Tür
rasch auszugleichen, und das Öffnen
der Tür
verlangsamt.
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Die
Kurve 16 des Diagramms von 7, die der
Türanordnung
I gemäß der vorliegenden
Erfindung entspricht, zeigt hingegen, dass der auf die Fläche 1.4 wirkende
Druck P auf der gesamten Länge
I der Tür 1 fast
konstant bleibt, und dass er hinter der Stelle, wo sich der vorstehende
Flügel 10.2 befindet, plötzlich abfällt. Der
Druck P, der in dem Raum 4 vorherrscht, wirkt weiterhin
auf einen viel größeren Teil der
Tür als
bei der Türanordnung
II, was erlaubt, während
des Öffnens
der Tür 1 ein
beträchtliches
auf die Tür
wirkendes Druckmoment beizubehalten, und daher eine enorme Schnelligkeit
ihres Öffnens
begünstigt.
Die umgebenden Strukturen werden also nur für eine kurze Dauer den Druckbelastungen
ausgesetzt.
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Ferner
ist in den 5 und 6 eine Ausführungsvariante
III der vorliegenden Erfindung dargestellt, in der das Winkelprofil 10 in
unmittelbarer Nähe
der freien Kante 11 (d = 0) befestigt ist. Des Weiteren
ist der Flügel 10.2 leicht
zur Tür
hin abgeknickt, um das Öffnen
der Tür 1 nicht
zu behindern, so dass der Winkel zwischen diesem Flügel 10.2 und der
Tür 1 kleiner
ist als 90°,
beispielsweise 87°.
Der Druckverlauf auf der Fläche 1.4 dieser
Tür ist
in der Kurve 17 von 7 dargestellt.
Man kann dort feststellen, dass es bei einer Druckverminderung im Raum 5 nicht
mehr zu einem Druckabfall an der Fläche 1.4 kommt. Der
Druck bleibt an dieser Fläche sehr
lange konstant, wodurch die Öffnung
der Tür
mit großer
Geschwindigkeit erreicht werden kann.