DE102004046146A1 - Flugzeug mit einer Lifteinrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Flugzeug mit einer Lifteinrichtung, wobei der Lift mehrere Decks im Flugzeug bedient und durch eine Öffnung an der Rumpfunterseite zum Rollfeld hinabfahren kann.
- Im Zuge der ständigen Zunahme des Luftverkehrs kommen vermehrt Flugzeuge mit Zweideckkabinen zur Anwendung. Die Verwendung von bordeigenen Liften zum Transport von Lasten zwischen den Decks in derartigen Flugzeugen ist beispielsweise aus WO 00/30422 bekannt. Außerdem ist es bei solchen Flugzeugen wünschenswert, dass der Lift auch eine weitere untere Ebene anfahren kann und die Rollfeldebene bedient. Dabei ist aus diesem Dokument zur Absenkung einer kisten-förmigen Nutzlast eine Hubschere vorgesehen, welche direkt an der Nutzlast angreift. Mit einer solchen Einrichtung ist der Personentransport nicht möglich. Eine weitere erwähnte Lösung beinhaltet eine teleskopartige Vorrichtung, wobei ein zusätzlicher Schlitten mit eigenem Antrieb nach unten ausfährt und den Transportkorb mit Nutzlast absenkt bzw. nach oben mitnimmt. Der zusätzliche Schlitten mit Antrieb erhöht die Komplexität erheblich, was die Wartung und das Gewicht der Lifteinrichtung beeinträchtigt.
- Bei Vorhandensein eines bodengängigen Lifts ist neben der Beförderung von Nutzlasten auch eine Personenbeförderung vom Boden direkt auf das jeweilige Kabinendeck wünschenswert, wozu die üblichen Geräte zur Beschickung des Frachtraums kaum geeignet sind.
- In der
US 4,653,707 wird ein bordseitiger Lift vorgeschlagen, bei dem verschiedene Decks im Flugzeug und auch die Rollfeld-Ebene bedient werden. Die Liftkabine tritt durch eine Öffnung am Rumpf nach unten aus und nimmt Personen oder Güter auf. Die Konstruktion besteht aus einem im Flugzeug befestigten Führungsschacht, der die eigentliche Kabine allseitig umschließt. Der Schacht muss aufgrund der Führungsfunktion zumindest die Höhe bis zum Boden überwinden. Da der Schacht als kräfteübertragenes Strukturelement die Kabine völlig umschließt, ist auch ein großes Gewicht zu erwarten. Darüber hinaus ist der Antrieb mittels Seilen und Umlenkrollen aufwendig und wartungsintensiv. - Aufgabe der Erfindung ist es, einen bordeigenen Lift in einem Flugzeug zu gestalten, der eine bodenseitige Absenkung ermöglicht und insbesondere eine gewichtsminimierende, wartungsarme sowie von Rumpfdeformationen unabhängige Ausgestaltung aufweist.
- Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
- Es ist insbesondere von Vorteil, dass die erfindungsgemäße Lösung hinsichtlich der Möglichkeit eines bodengängigen Liftes zum Lasten- und Personentransport eine kompakte Bauweise sowie eine geringe Komplexität aufweist, wobei in einer vorteilhaften Ausführung Teleskopsysteme und Seilzüge vermieden werden. Aufgrund der besonderen Art der Führung der Liftkabine ist eine Leichtbauweise mit einer ausreichenden Stabilität erreicht. Die erfindungsgemäße Lifteinrichtung ist somit einfacher und leichter als bisher bekannte Lifteinrichtungen.
- Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 10 angegeben. Einzelheiten und weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
- Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch einen Flugzeugrumpf mit einer Lifteinrichtung, -
2 eine Querschnitt durch den Flugzeugrumpf mit einer Lifteinrichtung -
3 einen Schnitt in der Vertikalebene des unteren Liftbereichs -
4 einen Schnitt in der Horizontalebene des unteren Liftbereichs - In der
1 ist ein Längsschnitt durch einen Flugzeugrumpf1 mit einer Lifteinrichtung2 dargestellt. Der Rumpf1 besitzt drei Ebenen, nämlich einen Frachtraumboden11 , ein Hauptdeck12 und ein Oberdeck13 . Wie gezeigt, lässt sich eine Liftkabine21 bis zum Rollfeld4 absenken, so dass eine Benutzung mittels einer kleinen Rampe22 auch für Personen im Rollstuhl möglich ist. Die Liftkabine21 verfährt mittels eines an der Kabinendecke23 angebrachten Laufwagens24 in einer Führungsstruktur3 . Aus Montage- und Herstellungsgründen ist der Laufwagen24 lösbar mit Verbindungselementen57 (siehe3ff ) befestigt. Wenn die Liftkabine21 in die unterste Position verfährt, befinden sich Führungselemente25 des Laufwagens24 vollständig innerhalb von Profilschienen31 im Rumpf1 , während die Kabine21 gänzlich im Freien ist. Durch diese erfindungsgemäße Anordnung von Führungsstruktur3 und Liftkabine21 mit aufgesetztem Laufwagen24 ergibt sich die Möglichkeit, die Höhe der Kabine21 nur so hoch wie für Personen nötig auszubilden, wobei die eigentliche Führung des in einer Leichtbauweise konzipierten Laufwagens24 mittels der Führungselemente25 erfolgt. Die Zeichnung gibt in etwa die relativen Größenverhältnisse eines Doppelstock-Großflugzeuges wieder mit dem Maß H, welches ca. 2m beträgt. Die Höhe des Laufwagens24 richtet sich nach dem Abstand der oberen und unteren Führungselemente25 , der so bemessen ist, dass in der obersten Liftposition21' noch genügend Sicherheitsabstand zur Rumpfschale1 verbleibt. Der Abstand der Führungselemente25 ist dabei immer noch so groß, dass das an den Elementen25 wirkende Kräftepaar aus dem Kippmoment der Kabine21 unkritisch ist, wenn die Kabine21 aus dem Rumpf1 herausfährt. Da im Flug zum Unterschied zur Bodenabfertigung auch Querkräfte auftreten, sind bedarfsweise Zusatzführungselemente26 vorgesehen, welche beim Austritt aus dem Rumpf1 die Führungsstruktur3 verlas sen. Beim Wiedereintritt in den Rumpf1 übernehmen die Elemente26 somit eine zusätzliche Führung, wodurch die Kabine21 beim Verfahren innerhalb des Rumpfes1 auf einer breiteren Basis aufliegt und ein etwaiges Anschlagen an den Liftschacht27 vor allem während Flugmanöver unterbunden wird. Die Führungsstruktur3 besteht aus zwei Profilschienen31 , in denen die Führungselemente25 ,26 laufen bzw. gleiten. Die Schienen31 sind miteinander starr verbunden und bilden als Führungsstruktur3 die Basis für die Kabinenbewegung des Liftes. Die Struktur3 kann in vorteilhafter Weise als torsionssteifer Kasten ausgebildet sein (vgl.4 ). Zur Sicherstellung eines von Rumpfdeformationen unbeeinflussten Liftbetriebs ist die Führungsstruktur3 über ein Festlager14 und über ein Loslager15 am Rumpf1 statisch bestimmt aufgelagert. Das Festlager14 nimmt Kräfte in x, y, z-Richtung auf, während das Loslager15 nur Kräften in der xy-Ebene entgegenwirkt. So ist der Liftschacht27 lediglich Verkleidung und kann wegen der Kräftefreiheit relativ leicht gebaut werden. Der Liftantrieb erfolgt über geräuscharme Zahnriemen55 , welche am Laufwagen24 angekoppelt sind (genauere Beschreibung zu3 und4 ). -
2 zeigt den Querschnitt durch den Flugzeugrumpf1 und der Lifteinrichtung2 korrespondierend zu1 . An der Rumpfunterseite ist eine Klappe16 vorgesehen zur Gewährleistung des Liftaustritts bzw. von Druckdichtigkeit im geschlossenen Zustand. Der Liftschacht27 ist hier außermittig direkt neben einem Gang eingebaut, was Vorteile beim Liftzugang und bei der Sitzanordnung bringt; ein mittiger Einbau ist jedoch genauso möglich. Der Schacht27 besitzt auf jedem Deck Türen28 ; diejenige im Frachtbereich ist jedoch vorzugsweise von geringerer Höhe. -
3 zeigt schematisch im Schnitt eine Seitenansicht des unteren Liftbereichs mit den Hauptbauteilen Profilschienen31 , Laufwagen24 , Liftkabine21 , Festlager14 und Antrieb5 . Der Antriebsmotor51 mit angeflanschter Kupplungs-Bremseinheit52 sitzt auf einem Lagerbock53 , welcher direkt mit der Führungsstruktur3 verbunden ist. Das heißt, der Antrieb5 bildet mit der Führungsstruktur3 eine Einheit und bleibt so von Deformationen der Rumpfzelle unbeeinflusst. Über in3 nicht weiter beschriebene Antriebselemente und zwei Antriebsräder54 , welche jeweils seitlich an der Struktur3 angebracht sind, werden zwei Zahnriemen55 angetrieben. Diese ha ben oben im Rumpf1 Umlenkrollen, womit die Riemenspannung justiert werden kann. Die beiden Zahnriemen55 sind über Kopplungselemente56 mit dem Laufwagen24 verbunden. Da die Führungselemente25 die Querkräfte bzw. das Kräftepaar aus dem Kabinenmoment aufnehmen, wirken auf die Zahnriemen55 bei den Kopplungselementen56 lediglich Längskräfte in z-Richtung. Die Führungselemente25 sind in der Zeichnung als Rollenpaare dargestellt; es kommen jedoch auch andere Lösungen, wie beispielsweise Gleitschuhe aus Kunststoff in Frage. Der Laufwagen24 ist mit Schrauben57 o.ä. an die Kabinendecke28 angeflanscht, so dass eine Trennung zwecks Demontage für Wartungszwecke ohne weiteres möglich ist. Dann kann auch der Laufwagen24 über die Kopplungselemente56 von den Zahnriemen55 gelöst werden und diese bei Bedarf ausgewechselt werden. Die Montage der Zahnriemen55 ist insofern leicht möglich, da sie außerhalb der Führungsstruktur3 angeordnet sind. Das Festlager14 kann bedarfsweise auch kardanisch ausgebildet sein. In der Zeichnung ist dies durch eine zusätzliche Drehachse17 dargestellt. Die auf die Führungsstruktur3 wirkenden Kräfte werden so zum Teil von den Holmen der Flugzeugstruktur, beispielsweise des Frachtraumbodens11 aufgenommen. Die restlichen Kräfte setzen sich auf das weiter oben befindliche Loslager15 ab. Zum besseren Einfädeln der Zusatzführungselemente26 beim Hochfahren der Kabine21 sind die Profilschienen31 am unteren Ende etwas konisch ausgeführt, was hier als schräger Profilansatz33 bezeichnet wird. - Selbstverständlich kommen auch andere Antriebslösungen als die beschriebene für den Antrieb der Zahnriemen
55 infrage. Zum Beispiel könnten die einzelnen Antriebselemente direkt an die Führungsstruktur3 ohne Lagerbock53 angeflanscht sein, wobei die Verbindungswelle510 unter Umständen innerhalb der Profilschienen31 zu liegen käme. Dann allerdings müssten die unten liegenden Führungselemente25 (in der Zeichnung Laufrollen) am Laufwagen24 höher rücken. -
4 stellt einen Schnitt von3 im Grundriss dar. Der Liftschacht27 umhüllt die Liftkabine21 , ohne dass eine Berührung stattfindet. Da sämtliche Kräfte aus der Liftbewegung von der Führungsstruktur3 bzw. den Profilschienen31 aufgenommen werden, kann der Liftschacht27 lediglich als leichte Verkleidung ausgebildet sein. Die Profilschienen31 bilden gemeinsam mit Stegen32 und Deckblechen34 die in tegrale Führungsstruktur3 . In den Profilschienen31 bewegen sich die Führungselemente25 , welche hier als Laufrollen dargestellt sind. Diese sind am Laufwagen24 angelenkt, welcher vorzugsweise aus Leichtmetall oder Kunststoff besteht und das Gewicht der gesamten Kabineneinheit nur unwesentlich erhöht. Die Zahnriemen55 sind hier seitlich von der Führungsstruktur3 angeordnet, was die Montage erleichtert. Die Verbindung zum Laufwagen24 erfolgt über Kopplungselemente56 . Der Antriebsmotor51 wirkt über eine Kupplungs-Bremseinheit52 beispielsweise über einen Antriebsriemen58 auf ein Zahnradvorgelege59 , das ein Antriebsrad54 bewegt. Das Vorgelege59 gewährleistet den Antrieb des gegenüberliegenden Zahnriemens55 mittels der Verbindungswelle510 . Sämtliche Antriebseinheiten und -wellen sind am Lagerbock53 befestigt, der wiederum mit der Führungsstruktur3 verschraubt ist. Somit ist gewährleistet, dass der Liftbetrieb unabhängig von den im Flug auftretenden elastischen Verformungen des Rumpfes1 erfolgen kann. - Der hier dargestellte Antriebsstrang Motor
51 bis zum Vorgelege59 ist je nach Anforderung beispielsweise als selbsthemmendes Getriebe oder auch in einer anderen Ausführung realisierbar. Auch ist es ohne weiteres möglich, die Zahnriemen55 auf eine andere Art anzuordnen, beispielsweise dass eine Hälfte der Riemen innen in der Führungsstruktur3 verläuft, während die andere Hälfte außerhalb über die Kopplungselemente57 mit dem Laufwagen24 in Verbindung steht. Diese Lösung baut kompakter, jedoch ist der Riemeneinbau und -ausbau in der Montage aufwändiger, was aber bei langen Austauschintervallen in Kauf genommen werden kann, wenn aufgrund der Platzverhältnisse eine derartige Lösung bevorzugt würde. -
- 1
- Flugzeugrumpf
- 11
- Frachtraumboden
- 12
- Hauptdeck
- 13
- Oberdeck
- 14
- Festlager
- 15
- Loslager
- 16
- Rumpfklappe
- 17
- Drehachse
- 2
- Lift
- 21
- Kabine,
21' – oberste Position - 22
- Rampe
- 23
- Kabinendecke
- 24
- Laufwagen
- 25
- Führungselemente
- 26
- Zusatzführungselemente
- 27
- Liftschacht
- 28
- Schachtür
- 3
- Führungsstruktur
- 31
- Profilschienen
- 32
- Verbindungsstege
- 33
- schräger Profilansatz
- 34
- Deckbleche
- 4
- Rollfeld
- 5
- Antriebsblock
- 51
- Antriebsmotor
- 52
- Kupplungs-Bremseinheit
- 53
- Lagerbock
- 54
- Antriebsrad
- 55
- Zahnriemen
- 56
- Kopplungselement
- 57
- Verbindungselemente
- 58
- Antriebsriemen
- 59
- Zahnradvorgelege
- 510
- Verbindungswelle
- H
- Größenmaß = etwa 2 m
Claims (12)
- Flugzeug mit einer Lifteinrichtung zur Führung einer Liftkabine, wobei die Liftkabine mehrere Decks im Flugzeug bedient, an einer innerhalb des Flugzeugrumpfes gelagerten Führungsstruktur verfahrbar und durch eine Öffnung an der Rumpfunterseite zum Rollfeld hinabführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Liftkabine (
21 ) an der Führungsstruktur (3 ) mittels eines oberhalb der Liftkabinendecke (23 ) angebrachten Laufwagens (24 ) angeordnet ist und der Laufwagen (24 ) über Führungselemente (25 ) in Wirkverbindung mit Profilschienen (31 ) der Führungsstruktur (3 ) steht und in der untersten Liftposition der die Führungselemente (25 ) tragende Teil des Laufwagens (24 ) im Rumpf (1 ) verbleibt, während die Liftkabine (21 ) gänzlich aus dem Rumpf (1 ) herausgefahren ist. - Flugzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Liftkabine (
21 ) Zusatzführungselemente (26 ) angebracht sind, welche über einen schrägen Profilansatz (33 ) aus der untersten Liftposition bei der Bewegung nach oben in die Profilschienen (31 ) einführbar sind. - Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (
25 ,26 ) als Laufrollen oder Gleitkörper ausgebildet sind. - Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufwagen (
24 ) aus Leichtmetall oder faserverstärktem Kunststoff besteht und lösbar mit der Kabinendecke (23 ) mittels Verbindungselementen (57 ) montiert ist. - Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Laufwagen (
24 ) in Wirkverbindung stehender Liftantrieb (5 ) als Zahnriemenantrieb (55 ) ausgebildet ist. - Flugzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Laufwagen (
24 ) über Kopplungselemente (56 ) in Wirkverbindung stehenden Zahnriemen (55 ) außerhalb der Führungsstruktur (3 ) angeordnet sind. - Flugzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Laufwagen (
24 ) in Wirkverbindung stehenden Zahnriemen (55 ) dergestalt teilweise innerhalb der Führungsstruktur (3 ) angeordnet sind, dass je eine Hälfte der umlaufenden Zahnriemen (55 ) innerhalb der Führungsstruktur (3 ) verlaufen, während die andere Hälfte außen mit dem Laufwagen (24 ) über die Kopplungselemente (26 ) verbunden sind. - Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Liftkabine (
2 ) sich innerhalb eines Liftschachtes (27 ) befindet, wobei eine berührungslose Führung der Liftkabine (21 ) innerhalb des Liftschachtes (27 ) vorgesehen ist. - Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Liftschacht (
27 ) aus Leichtbauelementen gefertigt ist. - Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstruktur (
3 ) mittels der Bauteile Profilschienen (31 ), Verbindungsstege (32 ) und Deckbleche (34 ) als verwindungs- und biegesteifer Torsionskasten ausgebildet ist. - Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Liftantrieb (
5 ) einen Antriebsmotor (51 ), eine Kupplungs-Bremseinheit (52 ) sowie Übertragungsmittel (58 ,59 ,510 ) zum Antriebsrad (54 ) aufweist, welches den Zahnriemen (55 ) antreibt. - Flugzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Liftantrieb (
5 ) an die Führungsstruktur (3 ) montiert ist.
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Inventor name: R?SSNER, BERND, 21224 ROSENGARTEN, DE Inventor name: DAMITZ, JOERG, 65594 RUNKEL, DE Inventor name: HUBENTHAL, WOLFGANG, 22419 HAMBURG, DE Inventor name: WINDISCHBAUER, FLORIAN, 88131 LINDAU, DE |
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