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Die Erfindung betrifft ein Staufach für den Überkopfbereich einer Passagierkabine eines Passagierflugzeuges.
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Ein derartiges Staufach ist beispielsweise aus der
EP 3 053 830 A1 bekannt. Das Staufach öffnet sich automatisch zu einer Offenposition wenn ein Verschlussmechanismus gelöst wird, ohne dass von einem Bediener eine Kraft aufgewendet werden muss.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Überkopfstaufach anzugeben.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Staufach gemäß Patentanspruch 1 für den Überkopfbereich einer Passagierkabine eines Passagierflugzeuges. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie anderer Erfindungskategorien ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Das Staufach enthält einen Träger, der im Passagierflugzeug montierbar ist. Das Staufach enthält ein Schwenkteil, das am Träger schwenkbar um eine Schwenkachse gelagert ist. Das Schwenkteil kann auch als „Staubehälter“ oder „bin“ (englisch) bezeichnet werden. Das Schwenkteil ist in einem Schwenkbereich mindestens zwischen einer Offenposition und einer Schließposition um die Schwenkachse rotierbar. Das Staufach enthält ein Rückstellmittel, welches zwischen Träger und Schwenkteil angreift, das heißt eine Relativkraft bzw. ein Relativdrehmoment zwischen Träger und Schwenkteil erzeugen kann. In einer Einbaulage des Überkopfstaufaches bewirkt das Rückstellmittel zumindest in einem ersten Teilbereich des Schwenkbereiches an einem Griffpunkt des Schwenkteils eine Schließkraft in Richtung zur Schließposition hin. Die Einbaulage ist diejenige Lage oder Position, wenn das Staufach im Passagierflugzeug bestimmungsgemäß montiert ist und sich das Passagierflugzeug in einer ebenen Null-Lage befindet, beispielsweise auf einem ebenen Rollfeld steht oder unverzögert geradeaus fliegt. Der Griffpunkt ist derjenige Punkt oder Bereich am Schwenkteil, an dem ein Nutzer angreift, um das Schwenkteil händisch im Bereich zwischen Offenposition und Schließposition zu bewegen bzw. zu rotieren, z.B. ein Griffbügel oder eine Griffleiste.
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Die Schließkraft ist zumindest in einem zweiten Teilbereich des Schwenkbereiches, der an dem der Schließposition gegenüberliegenden Ende des Schwenkbereiches (insbesondere die Offenposition oder die Löseposition, die weiter unten beschrieben wird) beginnt, größer und entgegengerichtet der am Griffpunkt wirkenden, durch Schwerkraft verursachten Öffnungskraft des Schwenkteils - im Folgenden kurz als „Schwerkraft“ bezeichnet -, die durch das unbeladene Schwenkteil - gegebenenfalls mit allen hiermit verbundenen, die Kraft mit verursachenden Zusatzbauteilen - verursacht ist. Das Staufach weist ein Haltemittel auf. Durch das Haltemittel ist das Schwenkteil an der Offenposition haltbar.
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Das Schwenkteil - das auch als „eigentliches Staufach“ angesehen werden kann - dient zur Aufnahme von Staugut, insbesondere Kleidung und Handgepäck von Passagieren. Das Staufach ist also ein Überkopfstaufach (OHSC, Overhead-Stowage-Compartment).
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In bekannter Weise ist das Schwenkteil insbesondere auch in der Schließposition, z.B. durch ein herkömmliches Schloss, verriegelbar. Im zweiten Teilbereich bewirkt das Rückstellmittel also eine Schließkraft, die ohne händischen Angriff am Griffpunkt das leere Schwenkteil entgegen der Schwerkraft in Richtung zur Schließposition bis zum Ende des zweiten Teilbereiches bewegt. Dort herrscht dann Kräftegleichgewicht zwischen der Schwerkraft und der Rückstellkraft am Griffpunkt. Im ersten bzw. restlichen ersten Teilbereich (die beiden Teilbereiche können sich überlappen) ist zwar auch eine Schließkraft durch das Rückstellmittel bewirkt, diese ist jedoch zwar entgegengerichtet, jedoch kleiner der angreifenden Schwerkraft am Griffpunkt, so dass allenfalls eine Unterstützung beim händischen Schließen des Schwenkteils am Griffpunkt stattfindet, so dass das Schwenkteil leichter als ohne Rückstellmittel entgegen der Schwerkraft schließbar ist.
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In Bezug auf die Schwerkraft bezieht sich die Schließkraft hierbei insbesondere auf den, der Schwerkraft entgegen gerichteten Teil der Schließkraft am Griffpunkt. Unter „Angriff“ der Schwerkraft ist zu verstehen, dass diese am Griffpunkt entsprechend vorhanden ist bzw. dass dort gegen diese Kraft angearbeitet werden muss, um das Schwenkteil in Schließrichtung zu bewegen.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass das Schwenkteil beim Schließen im zweiten Teilbereich sich -je nach Beladung - entweder selbsttätig bewegt oder zumindest eine deutliche Kraftunterstützung für einen händischen Angriff am Griffpunkt bereitstellt. Dennoch ist das insbesondere leere oder nur gering beladene Schwenkteil an der Offenposition verriegelbar, um dieses beim Be- und Entladen nicht gegen die Schließkraft, die vom Rückstellmittel verursacht ist, halten zu müssen. So ist ein Be- und Entladen in der Offenposition möglich. „Gering beladen“ bedeutet, dass die vom beladenen Schwenkteil verursacht Schwerkraft noch kleiner der Schließkraft ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Rückstellmittel einen Energiespeicher. Der Energiespeicher wird beim Öffnen des Schwenkteils mit Energie geladen und trägt beim Entladen durch Abbau der gespeicherten Energie zumindest zur Erzeugung der Schließkraft bei oder verursacht diese vollständig. Die zum Schließen genutzte Kraft bzw. Energie muss daher nicht extern zugeführt werden, sondern wird beim Öffnen des Schwenkteils erzeugt und im Energiespeicher gespeichert. Dies führt zu einem einfachen und unabhängigen System.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist der Energiespeicher ein mechanischer Energiespeicher, insbesondere ein Federelement, z.B. eine Gasdruckfeder. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Schraubenfeder. Derartige Energiespeicher sind besonders einfach und kostengünstig erhältlich und für die vorliegende Anwendung besonders geeignet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Staufach ein die Schwenkbewegung des Schwenkteils im Schwenkbereich dämpfendes Dämpfungselement. Insbesondere ist das Dämpfungselement im Rückstellmittel enthalten bzw. mit diesem zu einem gemeinsamen Rückstell-/Dämpfungsbauteil integriert. Das Dämpfungselement ist insbesondere ein herkömmlicher Gas- oder Öldämpfer. Ein gemeinsames Bauteil ist dann insbesondere ein Dämpfer, welcher von einer Schraubenfeder umgeben ist. Ein Dämpfungselement erhöht den Bedienkomfort des Staufaches.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Staufach ein Mechanikmodul. Dieses enthält einen aktiven Teil, der ausschließlich am Schwenkteil montiert ist. Der aktive Teil ist für die Erzeugung der Schließkraft zuständig, d.h. enthält das Rückstellmittel. Gegebenenfalls bewerkstelligt der aktive Teil auch die Dämpfungsfunktion, d.h. enthält das Dämpfungselement. Der aktive Teil enthält ein Antriebselement. Das Mechanikmodul enthält auch ein passives Antriebsteil, das ausschließlich am Träger montiert ist und das zum Antrieb des aktiven Teils über das Antriebselement dient. Das Antriebsteil greift hierzu in das Antriebselement ein bzw. greift an diesem an und dient so zur Betätigung des aktiven Teils. Beim Schwenken des Schwenkteils ruht das am Träger montierte passive Antriebsteil und das Schwenkteil rotiert hierzu. Der aktive Teil treibt aus dieser Relativbewegung den aktiven Teil an. So kann der aktive Teil des Mechanikmoduls besonders einfach bereits am Schwenkteil vormontiert werden und bei der Montage des Staufaches zunächst der Träger im Flugzeug installiert werden. Anschließend wird das Schwenkteil mit vormontiertem aktivem Teil eingesetzt, wobei insbesondere ein automatischer Angriff zwischen Antriebselement und Antriebsteil erfolgt. So ist auch eine besonders einfache Montage des Staufaches möglich.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist der Antrieb zwischen Antriebselement und Antriebsteil durch ein Formschlusselement bewerkstelligt. Ein entsprechender Formschluss ist stabil und robust und bei der oben genannten Montage besonders einfach herzustellen, zum Beispiel durch Einstecken entsprechender Passteile ineinander.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Haltemittel ein Klemmelement und/oder ein Haftelement. Ein derartiges Klemmelement ist beispielsweise eine Federklammer mit einem Klemmzapfen, ein Haftelement ist z.B. eine Magnetpaarung aus einem Magneten und einem magnetisierbaren Gegenelement oder zweiten Magneten. Mit anderen Worten wird in dieser Ausführungsform das Schwenkteil durch Klemmung oder Haftung des entsprechenden Haltemittels in der Offenposition gehalten. Zum Schließen des Schwenkteils muss dann die Haft- oder Klemmkraft des Haltemittels überwunden werden. Derartige Haltemittel sind in vielfältiger Art und Weise verfügbar und bekannt und können besonders einfach und kostengünstig im Staufach eingesetzt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Haltemittel durch eine Bewegung des Staufaches aus der Offenposition heraus in Richtung von der Schließposition weg zu einer Löseposition hin bzw. in dieser lösbar. Dies stellt eine besonders komfortable Möglichkeit zur Entriegelung bzw. dem Lösen des Haltemittels dar, die durch einen bestimmten Bewegungsablauf bedienbar ist, der aus vielen Bereichen der Technik bekannt ist, beispielsweise aus der Entriegelung von Klappenfächern im Möbelbau, dem Entriegeln von Kugelschreibern usw. Insbesondere muss hier keine besondere Kraft des Haltemittels wie eine Klemm- oder Haftkraft überwunden werden, um das Schwenkteil aus der verriegelten Offenposition zu lösen. Das Lösen, d.h. die beabsichtigte Bewegung in Schließrichtung erfordert hierzu lediglich eine vergleichsweise kleine Bewegung in Gegenrichtung, nämlich zu Löseposition hin.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält das Haltemittel ein Rastmittel, welches in der Offenposition an einem Raststück einrastet (Rastposition) und ein Löseelement, welches sich in der Löseposition aktiviert und dabei das Rastmittel bezüglich der Rastposition wirkungslos schaltet, so dass dieses an der Rastposition über das Raststück zurückgelangen - z.B. zurückgleiten - kann. Derartige Rastmittel und Löseelement-Kombinationen sind dem Prinzip nach in vielen Ausführungsformen z.B. aus dem Möbelbau bekannt und/oder denkbar und sollen hier nicht näher erläutert werden. Insbesondere rastet das Rastmittel in der Offenposition durch Federwirkung ein, wobei das Löseelement beim Überschreiten der Rastposition aus der Löseposition heraus das Rastmittel entgegen der Federkraft über das Raststück hinwegbewegt. Alternativ sind auch z.B. schwerkraftbasierte Rastmechaniken denkbar, die ohne Federwirkung arbeiten.
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Eine federbasierte Lösung kann auch im Flugzeug Einsatz finden, da diese schwerkraftunabhängig arbeitet und im Flugzeug die Schwerkraftrichtung je nach Flugsituation variieren kann.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform enthält das Staufach ein Anschlagelement, dass eine Endposition des Schwenkteils an der Löseposition definiert. Das Anschlagmittel enthält dabei das Raststück zum Einrasten des Rastmittels in der Offenposition. Das Anschlagelement erfüllt dabei eine Doppelfunktion sowohl als Anschlagmittel als auch als Raststück, d.h. Gegenstück bzw. Funktionsteil des Rastmittels, was zu einer insgesamt kompakteren und weniger teileintensiven Lösung für das Staufach führt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Haltemittel eine Kulissenführung und ein Gleitelement, welches in der Kulissenführung führbar ist. Durch Bewegung des Schwenkteils von der Schließposition her zur Offenposition hin - gegebenenfalls auch darüber hinaus in Richtung zur Löseposition hin bzw. über diese - ist das Gleitelement in die Kulissenführung einbringbar und über einen Einführweg in einen Halteabschnitt der Kulissenführung führbar und dort haltbar. Durch Verbringen des Schwenkteils aus der Offenposition über die Löseposition in Richtung zur Schließposition hin und über einen Ausführweg ist das Gleitelement wieder aus dem Halteabschnitt und schließlich aus der Kulissenführung entfernbar.
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Auch derartige Kulissenführungen sind dem Prinzip nach in mannigfaltiger Weise hinreichend bekannt, zum Beispiel aus Kugelschreibern, und sollen hier nicht näher erläutert werden. Eine entsprechende Kulissenführung wird insbesondere Herzkurve genannt bzw. als solche ausgeführt. In derartigen Mechaniken verläuft ein Finger (Gleitelement) in einer zumindest annähernd herzförmigen oder herzformartigen Kulissenkurve (Kulissenführung). Entsprechende Elemente für ein solches Haltemittel sind einfach und kostengünstig erhältlich bzw. herstellbar.
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In einer bevorzugten Variante dieser Ausführungsform ist das Gleitelement beweglich am Träger gelagert und die Kulissenführung fest am Schwenkteil gelagert. Die Lagerung kann auch umgekehrt erfolgen (Gleitelement beweglich am Schwenkteil, Kulissenführung fest am Träger). Die entsprechende Montagevariante kann je nach verfügbarem Einbauraum oder sonstigen Kriterien ausgewählt werden, um ein für die gegebene Situation optimales Haltemittel zu erhalten.
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In einer bevorzugten Variante der Ausführungsform ist das Gleitelement am Träger gelagert und die Kulissenführung am Schwenkteil gelagert. Insbesondere in Verbindung mit der oben genannten Montage eines aktiven Teils des Mechanikmoduls ausschließlich am Schwenkteil ergibt sich so ein günstig vorkonfektioniertes Schwenkteil, welches bei der Montage lediglich in den im Flugzeug montierten Träger einzusetzen ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Haltemittel durch eine Beladung des Schwenkteils mit einem, eine Lösekraft am Griffpunkt verursachenden Staugut entriegelbar. Insbesondere erfolgt dies dadurch, dass das Schwenkteil hierdurch in die Löseposition verbracht wird. So ergibt sich eine besonders einfache Bedienbarkeit des Staufaches: Zunächst wird das z.B. leere Schwenkteil händisch in die Offenposition gebracht und dort verriegelt. Dann wird das Schwenkteil mit Staugut beladen, wobei durch das Staugut eine Entriegelung des Haltemittels erfolgt. Nach dem Beladen des Staufaches ist daher das Haltemittels bereits entriegelt und das Schwenkteil kann ohne weiteren Zwischenschritt händisch geschlossen werden. Insbesondere wird das Haltemittel durch das Staugut dadurch entriegelt, dass das Schwenkteil durch das Staugut in die Löseposition gebracht wird bzw. in diese bringbar ist. Dies wird erreicht, indem die Schließkraft in der Offenposition so dimensioniert ist, dass dies größer der Schwerkraft des leeren Schwenkteils, aber kleiner der Schwerkraft des mit einer kritischen Staugutmasse beladenen Schwenkteils ist. Ab Beladung mit der kritischen Staugutmasse wird daher die Schließkraft überwunden und das Schwenkteil senkt sich automatisch in die Löseposition. Hierzu ist ein Haltemittel günstig, das eine Bewegung des Schwenkteils nur zur Schließposition hin verhindert, zur Löseposition hin aber erlaubt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind am Träger und am Schwenkteil jeweils korrespondierende Anlagemittel angebracht. In einem bestimmungsgemäßen statischen Lastfall des Staufaches weisen die Anlagemittel Spiel zueinander auf. Erst bei einem dynamischen Lastfall höherer Belastung als dem statischen Lastverfahren liegen die Anlagemittel gegeneinander an. Der bestimmungsgemäße statische Lastfall ist der, wenn das Flugzeug beispielsweise ruht oder sich in verzögerungsfreiem Flug befindet und das Schwenkteil nur mit dem maximal zulässigen Staugut beladen ist. Ein dynamischer Lastfall tritt beispielsweise beim Beschleunigen oder Abbremsen des Flugzeugs, z.B. bei Start oder Landung auf. Hierbei wird das Staufach höher mechanisch belastet als im statischen Lastfall. Diese zusätzliche Belastung fangen die Anlagemittel durch Anlage aneinander und somit durch Kraftschluss auf. Dies verleiht dem Staufach bei Bedarf (hoher Lastfall) zusätzliche Stabilität, ohne dass die Anlagemittel im statischen Lastfall ineinander angreifen. So ist im statischen Lastfall oder bei Nichtbelastung eine freie Beweglichkeit des Schwenkteils gegenüber des Trägers möglich, ohne dass die Anlagemittel hierbei mit Zusatzkräften einwirken.
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Dies wirkt z.B. dem Effekt entgegen, dass Seitenwände des Schwenkteils durch eine Rückstell-/Dämpfer-Einheit bzw. hierfür nötige Ausschnitte oder dünneres Material baulich geschwächt sind.
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Die Erfindung beruht auf folgenden Erkenntnissen, Beobachtungen bzw. Überlegungen und weist noch die nachfolgenden Ausführungsformen auf. Die Ausführungsformen werden dabei teils vereinfachend auch „die Erfindung“ genannt. Die Ausführungsformen können hierbei auch Teile oder Kombinationen der oben genannten Ausführungsformen enthalten oder diesen entsprechen und/oder gegebenenfalls auch bisher nicht erwähnte Ausführungsformen einschließen.
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Ziel der Erfindung ist es, die bei derzeit handelsüblichen Staufächern nötigen Schließkräfte von ca. 180 Newton auf ca. 108 Newton zu reduzieren.
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Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass bei diesen handelsüblichen Staufächern eine „vergleichsweise schwache“ Feder im Einsatz ist, die (lediglich) das Eigengewicht des leeren OHSC-bin ausgleicht. Eine Offenhaltefunktion ist nicht notwendig.
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Die Erfindung beruht auf der grundliegenden Idee, dass beim Öffnen eines Staufaches (OHSC) von Hand eine Feder (Energiespeicher) an einem Feder-Dämpfer-System gespannt werden soll. In einer Offenposition verhindert eine Mechanik selbstständiges Schließen des OHSC. Wird genügend Gepäck in den OHSC-bin (Schwenkteil) geladen, entriegelt sich das System selbstständig. Wird nicht genügend Gewicht in den OHSC-bin geladen, kann ein Passagier oder Kabinenpersonal (Cabin-Crew) durch vollständiges Ziehen des OHSC-bin (in Richtung von der Schließposition weg über die Offenposition hinaus in eine Löseposition) die Verrastung entriegeln.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, als Energiespeicher eine stärkere Feder einzusetzen. Das OHSC-Housing (Träger) und Bin (Schwenkteil) werden so entworfen, um den erforderlichen Platz für ein solches Feder-Dämpfer-System zu bieten.
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Eine stärkere Feder bedeutet jedoch, dass ein Passagier den leeren OHSC-bin manuell gegen die - insbesondere linear ansteigende - Federkraft vollständig aufziehen muss. Würde der Passagier den so geöffneten OHSC-bin wieder loslassen, ohne vorher Gepäck mit einem bestimmten Gewicht in den OHSC-bin zu legen, würde sich der OHSC-bin selbstständig bis zu einem bestimmten Öffnungswinkel wieder schließen. Die Idee der Erfindung verhindert dieses selbstständige Schließen durch eine Verrastung in offener OHSC-bin-Position. Sie nutzt dabei insbesondere eine Doppelfunktion von üblicherweise verwendeten Bauteilen „Endstop“ (Anschlag des Schwenkteils in der Offenposition oder der Löseposition) und OHSC-Latch-Keeper (Schlosshalter für das Schloss des Überkopfgepäckfaches), jeweils als Teil einer Offenhaltefunktion.
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Die Offenhaltefunktion wird über eine Mechanik gelöst. Hier sind beispielsweise zwei Prinzipien denkbar: Die einer Rastmechanik oder die einer Kulissenführung.
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Gemäß der Erfindung werden daher auch eine Rastmechanik oder eine Kulissenführung im Überkopfgepäckfach realisiert. So ist eine Verringerung der Handkraft zum Schließen des Gesamtsystems Überkopfgepäckfach ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich folgendes Funktionsprinzip: Wird der OHSC-bin geöffnet, so greift ein federbelasteter Haken (Rastmittel) über den Keeper (Raststück) und verhindert ein selbstständiges Schließen des OHSC. Wird genügend Gewicht (Gepäck) in den OHSC-bin geladen, entriegelt sich das System selbstständig. Wird nicht genügend Gewicht (Gepäck) in den OHSC-bin geladen, kann der Passagier oder die Cabin-Crew durch das Aufziehen des OHSC-bin die Verrastung entriegeln. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Umsetzung einer stärkeren Feder. Durch die Offenhaltefunktion schließt sich ein Gepäckfach mit stärkerer Feder am Feder-Dämpfer-System nicht selbstständig. Die Erfindung kann geschickt in bestehende Konzepte von Endstop/Keeper integriert werden bzw. eingreifen. So bleibt zum Beispiel die Verstellbarkeit des Öffnungswinkels (offene OHSC-bin-Position) erhalten.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich ein schwenkbares OHSC mit einer Schwenkachse. Ein Schlossmechanismus hält den OHSC-bin geschlossen in der oberen (Schließ-)Position. Wir der Schlossgriff gezogen, bewegt sich das Schwenkteil einen bestimmten Winkel abwärts. Um das Schwenkteil vollständig zu öffnen müssen Passagiere oder Kabinenpersonal das Schwenkteil gegen Federelemente aufziehen. In der Offenposition wird das Schwenkteil durch ein zusätzliches mechanisches Element offengehalten. Dieses löst bzw. gibt das Schwenkteil automatisch frei, wenn eine bestimmte Menge an Nutzlast in das Schwenkteil geladen wird. Um das Schwenkteil zu schließen, müssen der Passagier oder die Besatzung das Schwenkteil in die Schließposition drücken. Hierbei sind Sie durch die Feder (Rückstellmittel) unterstützt, welche während der Öffnungsbewegung mit Energie geladen wurde. Die Bewegung während Öffnen und Schließen des Schwenkteils ist durch Dämpferelemente im OHSC verlangsamt. Die Erfindung enthält das kinematische System (Rückstellmittel) des OHSC, welches Energie während des Öffnens des Schwenkteils speichert um eine bestimmte Handkraftunterstützung während des Schließens des Schwenkteils zur Verfügung zu stellen.
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Aspekte der Erfindung sind:
- - das kinematische System mit gedämpfter Bewegung während des Öffnens und Schließens,
- - die Offenhaltefunktion, realisierbar insbesondere durch zwei beispielhafte Varianten (Rastmittel, Kulissenführung),
- - Anlagemittel (sogenannte X-Pads) für den dynamischen Lastfall, welche vorzugsweise an der Rückseite des OHCS-bin und der entsprechend gegenüberliegenden Wand des Trägers (OHSC-housing shear wall) montiert sind. Diese dienen der Entlastung der OHSC Träger-Seitenwände, welche geschwächt sind insbesondere durch einen erforderlichen Ausschnitt für die Raumanforderungen des gegenüber herkömmlichen Lösungen vergleichsweise großen Dämpfer-Feder-Systems.
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Gemäß der Erfindung ergibt sich eine Offenhaltefunktion in einem Überkopfgepäckfach mit Schließkraftunterstützung.
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Weitere Merkmale, Wirkungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung sowie der beigefügten Figuren. Dabei zeigen in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 eine Passagierkabine mit Überkopfstaufach
- 2 das Detail II aus 1,
- 3 das Details III aus 1,
- 4 ein Haltemittel in Form einer Rastvorrichtung,
- 5 ein Haltemittel in Form einer Kulissenführung,
- 6 ein beweglich gelagertes Gleitelement für eine Kulissenführung.
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1 zeigt nur symbolisch angedeutet einen Ausschnitt aus einer Passagierkabine 2 eines Passagierflugzeuges, hier einen Ausschnitt eines Deckenbereiches. An diesem Deckenbereich bzw. an oder in der Passagierkabine 2 ist ein Staufach 4 montiert. Das Staufach 4 enthält einen Träger 6, welcher das eigentlich an der Passagierkabine 2 montierte Teil darstellt. Das Staufach 4 enthält auch ein Schwenkteil 8, welches um eine Schwenkachse 10 schwenkbar wiederum am Träger 6 gelagert ist. Das Schwenkteil 8 kann in einem Schwenkbereich 12 zwischen einer gestrichelt dargestellten Löseposition L und einer ausgezogen dargestellten Schließposition S um die Schwenkachse 10 rotiert bzw. geschwenkt werden. Die entsprechenden Positionen beziehen sich stets auf die Relativposition zwischen Schwenkteil 8 und Träger 6.
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Das Staufach 4 enthält ein Rückstellmittel 14, welches sowohl am Träger 6 als auch am Schwenkteil 8 angreift. 1 zeigt eine Einbaulage E des Staufaches 4, das heißt wenn sich das Staufach 4 im bestimmungsgemäß montierten Zustand in der Passagierkabine 2 befindet und das Flugzeug eben ausgerichtet ist, hier auf einem ebenen Rollfeld steht. In dieser Einbaulage E bewirkt das Rückstellmittel 14 in einem ersten Teilbereich 16 des Schwenkbereiches 12 an einem Griffpunkt 18 des Schwenkteils 8 eine Schließkraft F in Richtung zur Schließposition S hin. Der Griffpunkt 18 ist derjenige Punkt, an dem ein Bediener das Schwenkteil 8 angreift, um dieses zu öffnen oder zu schließen. Im Beispiel erstreckt sich der erste Teilbereich 16 über den gesamten Schwenkbereich 12, das heißt im gesamten Schwenkbereich 12 ist die Schließkraft F größer oder gleich Null. Im Beispiel ist die Schließkraft F in der Schließposition am kleinsten und gegengleich oder nur geringfügig größer einer Schwerkraft G, die ebenfalls am Griffpunkt 18 angreift und durch das Eigengewicht des leeren Schwenkteils 8 (und sonstiger das Schwenkteil zur Offenposition hin bewegenden Komponenten) verursacht ist. Die Schließkraft F nimmt dann ständig zu über die Offenposition O bis zur Löseposition L hin.
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In einem zweiten Teilbereich 20 des Schwenkbereiches 12 ist die Schließkraft F größer der am Griffpunkt 18 angreifenden Schwerkraft, die auf das Schwenkteil 8 wirkt. Im Beispiel gilt dies ebenfalls für den gesamten Schwenkbereich 12 (gegebenenfalls mit Ausnahme der Schließposition S, wenn beide Kräfte dort gleich groß sind, das heißt, sich das Schwenkteil 8 im Gleichgewicht befindet). Für alle anderen Schwenkpositionen ist die Schließkraft F größer der entsprechenden Schwerkraft, sodass bei leerem Schwenkteil 8 eine selbstständige Rückstellung in die Schließposition S erfolgt. Der zweite Teilbereich 20 beginnt an dem der Schließposition S gegenüberliegenden Ende des Schwenkbereiches 12, hier bei der Löseposition L.
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Das Staufach 4 enthält ein Haltemittel 22. Durch das Haltemittel ist das Schwenkteil 8 an der Offenposition O verriegelbar. Ein Schloss 60 dient zum Verriegeln des Schwenkteils 8 in der Schließposition S.
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Das Rückstellmittel 14 enthält einen Energiespeicher 24, der beim Öffnen des Schwenkteils (in Richtung des Pfeils 26, Öffnungsrichtung) mit Energie geladen wird. Beim Entladen, das heißt bei einer Bewegung entgegen der Richtung des Pfeils 26 dient die aus dem Energiespeicher 24 abgegebene Energie zur Erzeugung der Schließkraft F. Im vorliegenden Fall ist der Energiespeicher 24 eine Schraubenfeder, also ein Federelement. Das Staufach 4 enthält auch ein die Schwenkbewegung im Schwenkbereich 12 dämpfendes Dämpfungselement 28, hier ein Gasdruckdämpfer. Im vorliegenden Fall ist das Dämpfungselement 28 zusammen mit dem Energiespeicher 24 zu einem Feder-Dämpfer-System integriert. Das Feder-Dämpfer-System greift über einen ersten Montagepunkt 30a am Träger 6 und über einen zweiten Montagepunkt 30b am Schwenkteil 8 an. Bei einer Öffnungsbewegung des Schwenkteils 8 verkürzt sich der Abstand zwischen den Montagepunkten 30a,b, so dass die Feder komprimiert und gespannt wird. Bei der Schließbewegung entspannt sich die Feder und drückt die Montagepunkte 30a,b auseinander, was zu einem Drehmoment an der Schwenkachse 10 und so zur Schließkraft F am Griffpunkt 18 führt.
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Das Rückstellmittel 14 ist ausschnittsweise in Blickrichtung des Pfeils II in 2 im Detail dargestellt. Das Rückstellmittel 14 ist Teil eines Mechanikmoduls 31. Dieses enthält einen ausschließlich am Schwenkteil montierten aktiven Teil 32. Der aktive Teil 32 enthält ein Antriebselement 36. Das Mechanikmodul enthält einen passiven Teil in Form eines Antriebsteils 34, der ausschließlich am Träger 6 montiert ist. Das Antriebsteil 34 dient (bei der Verschwenkung des Schwenkteils 8) zum Antrieb des Antriebselements 36. Das Antriebselement 36 dient zur Betätigung des aktiven Teils 32 des Mechanikmoduls, hier vor allem des Rückstellmittels 14, hier zur Komprimierung und Entlastung des Energiespeichers 24 und zur Bewegung des Dämpfers 28.
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Im vorliegenden Beispiel ist das passive Antriebsteil 34 eine zur Schwenkachse 10 konzentrische Welle mit einem ersten Teil eines Formschlusselements 38. Das Antriebselement 36 ist ein auf das Antriebsteil 34 abgestimmtes Hülsenteil, mit einem passenden Gegenstück des Formschlusselements 38. Auch das Antriebselement 36 ist konzentrisch zur Schwenkachse 10 und um diese drehbar auf einem mit dem Schwenkteil 8 verbundenen Wellenstück 40 gelagert. Am Antriebselement 36 ist der Montagepunkt 30a befestigt.
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Bei der Montage des Schwenkteils 8 im Träger 6 wird das Antriebselement 36 auf das Antriebsteil 34 aufgeschoben, sodass das Formschlusselement 38 einen bezüglich der Schwenkachse 10 drehfesten Formschluss bildet.
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Bei Verschwenken des Schwenkteils 8 rotiert das Wellenstück 40 mit diesem mit und daher relativ zu dem vom Antriebsteil 34 festgehaltenen Antriebselement 36. Daher verändert sich auch die Lage des mit dem Schwenkteil 8 rotierenden Montagepunktes 30b gegenüber dem mit dem Antriebselement relativ zum Träger 6 festgehaltenen Montagepunkt 30a. Somit wird also der Montagepunkt 30a fix zum Träger 6 gehalten, wobei sich der Montagepunkt 30b mit dem Schwenkteil 8 bewegt.
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In einer einfachen Ausführungsform ist das Haltemittel 22 ein Klemmelement und alternativ oder zusätzlich ein Haftelement. Beispielsweise ist ein erster Teil 42a als Feder- bzw. Halteklammer und ein zweiter Teil 42b als darin klemmbarer und lösbarer Klemmzapfen ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich ist der erste Teil 42a als Magnet und der zweite Teil 42b als Gegenmagnet oder magnetisierbares Gegenelement ausgeführt oder umgekehrt. Das Haltemittel kann dann unter Überwindung einer Haltekraft gelöst werden, wenn das Schwenkteil aus der Offenposition O in Richtung zur Schließposition S hin gezogen wird.
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Am Träger 6 und am Schwenkteil 8 sind jeweils Anlagemittel 80 angebracht. 3 zeigt hierbei einen Blick auf die Anlagemittel 80 in Richtung des Pfeils III in 1. Die 1 und 3 zeigen den statischen bestimmungsgemäßen Lastfall des Staufaches 4. Hier weisen die Anlagemittel 80 Spiel zu einander auf, das heißt liegen nicht aneinander an. In 3 ist zusätzlich gestrichelt ein dynamischer Lastfall, hier bei Abbremsen des Flugzeugs auf einer Landebahn dargestellt. Hierbei erfährt das Staufach 4 eine Verformung. Die Anlagemittel 80 liegen aneinander an und verhindern dann eine weitere Verformung und verleihen somit dem Staufach 4 zusätzliche Stabilität im Bedarfsfall. Im statischen Lastfall findet kein Angriff zwischen den Anlagemitteln 80 statt, weshalb diese die Bewegung des Schwenkteils 8 nicht behindern oder beeinflussen.
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In einer alternativen Ausführungsform ist das Haltemittel 22 jedoch durch eine Bewegung des Schwenkteils 8 von der Schließposition S weg in eine Löseposition L entriegelbar, wenn es in der Offenposition O verriegelt war. Die 4 und 5 zeigen Haltemittel 22, die für eine solche Bedienung geeignet sind bzw. diese erfordern.
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4 zeigt eine Ausführungsform für das Haltemittel 22. Dieses enthält ein in der Offenposition O einrastendes Rastmittel 44, hier einen um eine Achse 46 schwenkbaren Rasthaken, und ein Löseelement 48, dass sich in der Löseposition L aktiviert und dabei das Rastmittel 44 zur Entriegelung des Haltemittels 22 wirkungslos schaltet. Das Rastmittel 44 ist (siehe 1) als Teil 42a am Schwenkteil 8 befestigt. Im vorliegenden Fall enthält das Staufach 4 ein Anschlagmittel 58, das eine Endposition des Schwenkteils 8 an der Löseposition L definiert. Ein Raststück 50 ist Teil des Anschlagmittels 58 und bildet ein am Träger 6 befestigtes Teil 42b.
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Das Rastmittel 44 hintergreift in der Offenposition O ein Raststück 50. Das Löseelement 48 ist wiederrum um eine Achse 52 drehbar um das Rastmittel 44 gelagert und in Drehrichtung entgegen Pfeil 56 federbelastet. Im Beispiel ist das Raststück 50 am Träger 6 starr befestigt. Das Rastmittel 44 ist um die Achse 46 drehbar am Schwenkteil 8 befestigt und in Richtung der Einrastposition (entgegen Pfeil 54) federbelastet.
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4 zeigt lediglich eine Symboldarstellung, wobei jeweils das Raststück 50 mehrfach dargestellt ist, was dessen Relativbewegung zum Schwenkteil 8 darstellen soll. 4a zeigt das Verbringen des Schwenkteils 8 von der Schließposition S in die Offenposition O, wobei kurz vor Erreichen der Offenposition O das Rastmittel 44 über eine Anlaufschräge auf das Raststück 50 aufläuft und sich hierbei um die Achse 46 bewegt zunächst in Richtung des Pfeils 54 und anschließend in der Offenposition O zurückschwenkt und einrastet.
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Gemäß 4b wird zum Entriegeln das Schwenkteil 8 von der Offenposition O in die Löseposition L bewegt, wobei vergleichbar zu 4a das Löseelement 48 über eine Anlaufschräge unter Anhebung des Rastmittels 54 das Raststück 50 überläuft. Auch hier erfolgt wieder zunächst eine Bewegung in Richtung des Pfeils 54 und in der Löseposition L eine Rückbewegung.
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Bei der Rückwärtsbewegung gemäß 4c aus der Löseposition L über die Offenposition O zur Schließposition S hin wird das Löseelement 48 durch das Raststück 50 um die Achse 52 in Richtung des Pfeils 56 verschwenkt, so dass sich nun wieder eine (durch eine gestrichelte Linie angedeutete) Anlaufschräge für das Raststück 50 in der entsprechenden Bewegungsrichtung ergibt. Auch hierbei wird das Löseelement 48 zusammen mit dem Rastmittel 44 in Richtung des Pfeils 54 angehoben, wodurch mit Hilfe des Löseelements 48 das Rastmittel 44 über das Raststück 50 gehoben wird. Danach senkt sich das das Rastmittel 44 wieder entgegen der Richtung des Pfeil 54 und das Löseelement 48 dreht sich entgegen der Richtung 56 zurück in die in 4v gezeigte Position. Sodann ist das Raststück 50 frei und die Schließbewegung kann in Richtung bzw. bis zur Schließposition S fortgesetzt werden.
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5 zeigt eine alternative Ausführungsform für ein Haltemittel 22. Das Haltemittel 22 enthält eine Kulissenführung 62 und ein Gleitelement 64, welches in der Kulissenführung 62 führbar ist. Im Beispiel ist die Kulissenführung 62 als Teil 42a (siehe 1) fest am Schwenkteil 8 befestigt. Das Gleitelement 64 ist als Teil 42b am Träger 6 befestigt, wobei hier eine Relativbewegung des Gleitelements 64 in ein Tragteil 66 ermöglicht ist.
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Ein Beispiel für ein Gleitelement 64 und Tragteil 66 ist in 6 detailliert dargestellt.
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Die Bewegung des Gleitelements 64 im Tragteil 66 erfolgt in 1 senkrecht zur Zeichenebene und in 5a in und entgegen der Richtung des Pfeils 68. Vergleichbar zu 4 zeigt 5 ebenfalls die Bewegung des Gleitelements 64 in der Kulissenführung 62 bzw. relativ zu dieser.
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5a zeigt die Bewegung des Schwenkteils 8 aus der Schließposition S in die Offenposition O, die hier jedoch über die Löseposition L erfolgt. 5a zeigt hierbei die Bewegung des Gleitelements 64 in einem Einführweg 70 in der Kulissenführung 62. In einem ersten Abschnitt des Einführweges 70 wird das Gleitelement 64 in 5a zunächst nach rechts durch eine Anlaufschräge abgelenkt um in den in 5 jeweils rechten Kulissenabschnitt zu gelangen. Nach Überschreiten der Offenposition O wird das Gleitelement 64 entgegen der Richtung des Pfeils 68 über eine weitere Anlaufschräge in ein Zentrierende abgelenkt, in dem es in der Löseposition L einliegt. Bei der Rückwärtsbewegung des Schwenkteils 8 aus der Löseposition L in die Offenposition O gelangt das Gleitelement 64 über eine weitere Anlaufschräge in einen Halteabschnitt 72 der Kulissenführung 62. Hier ist das Schwenkteil 8 in der Offenposition O gehalten. Der Einführweg 70 ist hier beendet.
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5b zeigt eine erneute Bewegung des Schwenkteils 8 in die Löseposition L auf einem Ausführweg 74 (erster Abschnitt), wobei das Gleitelement 64 weiter entgegen der Richtung des Pfeils 68 über eine weitere Anlaufschräge in einen weiteren Zentrierabschnitt verschoben wird, in dem es in der Löseposition L einliegt.
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5c zeigt schließlich die Rückwärtsbewegung aus der Löseposition L über die Offenposition O heraus in Richtung der Schließposition S, wobei der Ausführweg 74 fortgesetzt wird. Die Bewegung erfolgt so am Halteabschnitt 72 vorbei und das Gleitelement 64 kann so die Kulissenführung 62 verlassen.
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Das Gleitelement 64 ist also beweglich am Träger 6 gelagert, die Kulissenführung 62 ist fest am Schwenkteil 8 gelagert. In einer nicht dargestellten Ausführungsform sind die beiden Teile jeweils am anderen Element entsprechend gelagert.
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In beiden Ausführungsformen gemäß 4 und 5 kann die Bewegung in den Figuren 4b und 5b, das heißt die Entriegelung oder die Vorbereitung der Entriegelung durch Verbringen des Schwenkteils 8 aus der Offenposition O in die Löseposition L durch Beladen des Schwenkteils 8 mit nicht dargestelltem Staugut erfolgen, sodass eine Lösekraft LK am Griffpunkt 18 verursacht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Passagierkabine
- 4
- Staufach
- 6
- Träger
- 8
- Schwenkteil
- 10
- Schwenkachse
- 12
- Schwenkbereich
- 14
- Rückstellmittel
- 16
- Teilbereich (erster)
- 18
- Griffpunkt
- 20
- Teilbereich (zweiter)
- 22
- Haltemittel
- 24
- Energiespeicher
- 26
- Pfeil
- 28
- Dämpfungselement
- 30a,b
- Montagepunkt
- 31
- Mechanikmodul
- 32
- Teil (aktiv)
- 34
- Antriebsteil (passiv)
- 36
- Antriebselement
- 38
- Formschlusselement
- 40
- Wellenstück
- 42a,b
- Teil
- 44
- Rastmittel
- 46
- Achse
- 48
- Löseelement
- 50
- Raststück
- 52
- Achse
- 54
- Pfeil
- 56
- Pfeil
- 58
- Anschlagmittel
- 60
- Schloss
- 62
- Kulissenführung
- 64
- Gleitelement
- 66
- Tragteil
- 68
- Pfeil
- 70
- Einführweg
- 72
- Halteabschnitt
- 74
- Ausführweg
- 80
- Anlagemittel
- O
- Offenposition
- S
- Schließposition
- L
- Löseposition
- E
- Einbaulage
- F
- Schließkraft
- G
- Schwerkraft
- LK
- Lösekraft
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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