-
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung zur lösbaren Verriegelung eines ersten Bauelements mit einem zweiten Bauelement.
-
Verriegelungseinrichtungen werden beispielsweise im Flugzeugbau dazu eingesetzt, in der Flugzeugkabine bewegliche Verkleidungsteile an Tragelementen oder festen Verkleidungsteilen lösbar zu verriegeln, insbesondere um Bereiche, die von den beweglichen Verkleidungsteilen verdeckt werden, für Wartungs- oder Reparaturzwecke zugänglich zu machen. Da es während eines Betriebs eines Flugzeugs innerhalb der Flugzeugkabine zu Druckschwankungen kommen kann, besteht für manche beweglichen Verkleidungsteile die Notwendigkeit, eine Verriegelung mit einem Trageelement oder einem festen Verkleidungsteil derart auszubilden, dass bei einem Auftreten von Druckunterschieden zwischen dem vom beweglichen Verkleidungsteil verdeckten Bereich und einem daran angrenzenden Bereich eine selbsttätige Öffnungsbewegung für das bewegliche Verkleidungsteil ermöglicht wird.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verriegelungseinrichtung bereitzustellen, mit der eine Entriegelung des ersten Bauelements vom zweiten Bauelement zuverlässig gewährleistet werden kann.
-
Diese Aufgabe wird für eine Verriegelungseinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Verriegelungseinrichtung einen zur Anbringung am ersten Bauelement ausgebildeten Grundkörper aufweist, der eine erste Lagerstelle und eine beabstandet von der ersten Lagerstelle angeordnete zweite Lagerstelle umfasst, wobei an der ersten Lagerstelle eine Sperreinrichtung relativbeweglich zum Grundkörper zwischen einer Sperrstellung und einer Freigabestellung gelagert ist und wobei an der zweiten Lagerstelle ein Schwenkhebel schwenkbeweglich zwischen einer Verriegelungsstellung und einer Öffnungsstellung gelagert ist, wobei der Schwenkhebel einen in der Verriegelungsstellung in Richtung der Halteeinrichtung erstreckten Betätigungshebel und einen vom Grundkörper abragenden, für einen Eingriff in das zweite Bauelement vorgesehenen Riegel aufweist, wobei der Betätigungshebel einen ersten Hebelabschnitt aufweist, der drehfest mit dem Riegel verbunden ist und der für die Schwenklagerung an der zweiten Lagerstelle ausgebildet ist und wobei der Betätigungshebel einen zweiten Hebelabschnitt aufweist, der in der Sperrstellung mit der Sperreinrichtung verriegelt ist, sowie mit einem zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt angeordneten Koppelelement, das für eine Bewegungskopplung des ersten Hebelabschnitts mit dem zweiten Hebelabschnitt ausgebildet ist und das für eine Kraftbegrenzung der Bewegungskopplung mit einer Sollbruchstelle versehen ist.
-
Der Grundkörper der Verriegelungseinrichtung kann beispielsweise aus Metall oder Kunststoff oder eine Kombination hiervon hergestellt sein und ist mit Befestigungsmitteln versehen, die eine Anbringung am ersten Bauelement ermöglichen. Beispielsweise ist das erste Bauelement als schwenkbare Tür ausgebildet und aus einem Leichtbauwerkstoff, beispielsweise einer Sandwich-Struktur hergestellt und weist eine Ausnehmung auf, in die die Verriegelungseinrichtung eingesetzt werden kann. Eine mechanische Verbindung zwischen dem ersten Bauelements und der Verriegelungseinrichtung wird vorzugsweise durch einen oder mehrere am Grundkörper ausgebildete zungenartige Vorsprünge gewährleistet, die als Befestigungsmittel dienen, die flächig an einer Oberfläche des ersten Bauelements anliegen und die mit Befestigungselementen wie beispielsweise Schrauben am ersten Bauelement festgelegt sind.
-
Am Grundkörper sind eine erste Lagerstelle und eine zweite Lagerstelle ausgebildet. Hierbei ist die erste Lagerstelle für eine relativbewegliche, insbesondere schwenkbewegliche, Lagerung einer Sperreinrichtung am Grundkörper vorgesehen. Ferner ist die zweite Lagerstelle für eine schwenkbewegliche Lagerung eines Schwenkhebels am Grundkörper vorgesehen. Die Sperreinrichtung dient zur lösbaren Festlegung oder Arretierung des Schwenkhebels in der Verriegelungsstellung und ist derart ausgebildet, dass ein Benutzer den Schwenkhebel durch Betätigung der Sperreinrichtung freigeben kann, um eine Bewegung des Schwenkhebels aus der Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung zu ermöglichen.
-
Der Schwenkhebel ist mit einem Riegel versehen, der für einen Eingriff in das zweite Bauelement ausgebildet ist, wobei hier nicht notwendigerweise ein Eingreifen des Riegels in eine spezifisch angepasste Ausnehmung im zweiten Bauelement vorgesehen sein muss. Vielmehr kann der Riegel auch an einer Rückseite des zweiten Bauelements zur Anlage kommen, um die gewünschte Verriegelung zwischen dem ersten Bauelement und dem zweiten Bauelement zu gewährleisten. Üblicherweise ist vorgesehen, dass das zweite Bauelement ortsfest, beispielsweise als Bestandteil einer Kabinenstruktur eines Flugzeugs, ausgebildet ist und dass das erste Bauelement schwenkbar, beispielsweise mit einer geeigneten Scharnieranordnung, am zweiten Bauelement angebracht ist. Um einerseits eine Relativbewegung des ersten Bauelements gegenüber dem zweiten Bauelement und andererseits eine zumindest nahezu fugenlose Anordnung des ersten Bauelements gegenüber dem zweiten Bauelements in einem Schließzustand zu gewährleisten, ragt der Riegel von dem am ersten Bauelement festgelegten Grundkörper ab und kann in der Öffnungsstellung derart relativ zum Grundkörper bewegt werden, dass ein Bewegungsweg für das erste Bauelement aus dem Schließzustand in einen Öffnungszustand nicht behindert wird.
-
Ferner umfasst der Schwenkhebel einen Betätigungshebel, der sich in der Verriegelungsstellung in Richtung der Sperreinrichtung erstreckt. Der Betätigungshebel ist für eine Bewegung des Riegels zwischen einer Eingriffsstellung in das zweite Bauteil und einer Freigabestellung für das zweite Bauteil ausgebildet und zur Betätigung durch einen Benutzer vorgesehen. Beispielhaft kann eine Betätigung der Verriegelungseinrichtung dahingehend vorgenommen werden, dass ein Benutzer, der das zunächst in einem Öffnungszustand befindliche erste Bauteil in den Schließzustand überführen will, die Sperreinrichtung betätigt, um den Betätigungshebel und damit auch den damit verbundenen Riegel aus der Verriegelungsstellung in eine Freigabestellung überführen zu können. Anschließend wird leitet der Benutzer beispielsweise eine Schwenkbewegung auf das erste Bauteil ein, um dieses in eine, insbesondere flächenbündige, Ausrichtung gegenüber dem zweiten Bauteil zu bringen. In einem nächsten Schritt verschwenkt der Benutzer den Betätigungshebel aus der Freigabestellung in die Verriegelungsstellung, wobei im Zuge dieser Bewegung der Riegel eine formschlüssige Kopplung mit dem zweiten Bauteil eingeht und zum anderen der Betätigungshebel mit Hilfe der Sperreinrichtung in der Verriegelungsstellung festgelegt wird.
-
Um die für die Verriegelungseinrichtung geforderte zuverlässige Entriegelung des zweiten Bauteils vom ersten Bauteil, beispielsweise im Fall einer raschen Druckveränderung in einer Flugzeugkabine gewährleisten zu können, ist der Betätigungshebel zweiteilig ausgebildet. Dabei ist ein erster Hebelabschnitts des Betätigungshebels drehfest mit dem Riegel verbunden und schwenkbeweglich an der zweiten Lagerstelle gelagert. Ferner ist ein zweiter Hebelabschnitt des Betätigungshebels in der Verriegelungsstellung mit der Sperreinrichtung verriegelt. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der zweite Hebelabschnitt in der Sperrstellung derart mit der Sperreinrichtung verriegelt ist, dass die Sperreinrichtung auch bei Eintritt eines Druckabfalls und einer dadurch auf den Riegel in die Öffnungsstellung einwirkenden Kraft keine Freigabe des Betätigungslebens zulässt. Vielmehr ist vorgesehen, dass der erste Hebelabschnitt, der drehfest mit dem Riegel verbunden ist und der schwenkbeweglich an der zweiten Lagerstelle aufgenommen ist, über ein Koppelelement mit dem zweiten Hebelabschnitt verbunden ist, der seinerseits von der Sperreinrichtung in der Verriegelungsstellung gehalten wird. Das Koppelelement ist derart beschaffen, dass es eine Kraftbegrenzung für eine Kraft gewährleistet, die vom Riegel über den Betätigungshebel auf die Sperreinrichtung übertragen werden kann. Diese Kraftbegrenzung durch das Koppelelement wird derart genutzt, dass bei Vorliegen einer Krafteinwirkung auf den Riegel, der mit dem zweiten Bauteil verriegelt ist, ein Kraftfluss vom Riegel auf den ersten Hebelabschnitt erfolgt. Dieser Kraftfluss wird vom ersten Hebelabschnitt über das Koppelelement auf den zweiten Hebelabschnitt und von dort auf die Sperreinrichtung übertragen. Aufgrund der schwenkbeweglichen Lagerung des ersten Hebelabschnitts am Grundkörper und der Verriegelung des zweite Hebelabschnitts mit der Sperreinrichtung erfolgt die Kraftübertragung zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt als Scherkraft, die auf das Koppelelement einwirkt. Dementsprechend ist vorzugsweise vorgesehen, dass die am Koppelelement ausgebildete Sollbruchstelle derart ausgestaltet ist, dass sie ein definiertes Versagensverhalten gegenüber solchen Scherkräften aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Sollbruchstelle als Verjüngung in das Koppelelement eingearbeitet ist, beispielsweise als Einfräsung oder Eindrehung.
-
Übersteigt also eine auf den Riegel einwirkende Kraft, die sich als Scherkraft am Koppelelement äußert, die aufgrund der Gestaltung des Koppelelements konstruktiv vorgegebene maximale Scherkraft, so erfährt das Koppelelement an der Sollbruchstelle eine plastische Deformation, die insbesondere zur vollständigen Auftrennung des Koppelelements in zwei Teile führt, wobei eines der Teile dem ersten Hebelabschnitt zugeordnet ist und das andere der Teile im zweiten Hebelabschnitt zugeordnet ist. Durch diese Auftrennung des Koppelelements wird auch die Bewegungskopplung zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt aufgehoben, so dass sich der erste Hebelabschnitt trotz der Verriegelung des zweiten Hebelabschnitts mit der Sperreinrichtung bewegen kann und somit eine Schwenkbewegung um die zweite Lagerstelle durchführt, mit der der Riegel aus der Verriegelungsstellung in die Öffnungsstellung verlagert werden kann. Dementsprechend kann eine Relativbewegung zwischen dem ersten Bauteil und den zweiten Bauteil stattfinden, ohne dass hierfür die Sperreinrichtung aus der Sperrstellung entfernt wurde.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Zweckmäßig ist es, wenn die erste Lagerstelle einen ersten Lagerzapfen umfasst, der für eine schwenkbewegliche Lagerung der Sperreinrichtung ausgebildet ist. Mit einer schwenkbeweglichen Lagerung der Sperreinrichtung kann eine vorteilhafte Bedienweise für die Verriegelungseinrichtung gewährleistet werden. Dies gilt im Hinblick auf eine Bewegung des Schwenkhebels aus der Verriegelungsstellung in die Öffnungsstellung, bei der vorzugsweise gegenläufige Schwenkbewegungen der Sperreinrichtung und des Schwenkhebels vorgesehen sind. Ferner geht dies auch im Hinblick auf eine Bewegung des Schwenkhebel des aus der Öffnungsstellung in die Verriegelungsstellung, wobei der Schwenkhebel kurz vor Erreichen der Verriegelungsstellung in Kontakt mit der Sperreinrichtung tritt und diese aus der Sperrstellung in eine Zwischenstellung überführt, so dass ein Endbereich des zweiten Hebelabschnitts die Sperreinrichtung passieren kann und nach einer Rückstellung der Sperreinrichtung in die Sperrstellung formschlüssig mit der Sperreinrichtung verriegelt ist. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die Sperreinrichtung durch eine zugeordnete Federeinrichtung aufgrund einer inneren Vorspannung dieser Federeinrichtung in die Sperrstellung vorgespannt ist.
-
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der zweite Hebelabschnitt schwenkbeweglich an der zweiten Lagerstelle gelagert ist. Hierdurch wird erreicht, dass der zweite Hebelabschnitt auch dann in einer vorgebbaren Position relativ zum Grundkörper ausgerichtet ist, wenn die Sollbruchstelle des Koppelelements aufgrund einer Krafteinwirkung auf den Riegel aufgetrennt ist und der erste Hebelabschnitt eine vom zweiten Hebelabschnitt unabhängige Relativbewegung gegenüber dem Grundkörper durchgeführt hat. Für diesen Fall ist aufgrund der formschlüssigen Kopplung zwischen der Sperreinrichtung und dem zweiten Hebelabschnitt in Kombination mit der schwenkbeweglichen Lagerung des zweiten Hebelabschnitts an der zweiten Lagerstelle eine eindeutige Positionierung und räumliche Ausrichtung des zweiten Hebelabschnitts gewährleistet.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Lagerstelle einen zweiten Lagerzapfen umfasst. Hiermit wird eine kostengünstige und stabile Lagerung für den ersten Hebelabschnitt und gegebenenfalls für den zweiten Hebelabschnitt gewährleistet.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Koppelelement mit einem ersten Koppelabschnitt in einer ersten Ausnehmung des ersten Hebelabschnitts aufgenommen ist und dass das Koppelelement mit einem zweiten Koppelabschnitt in einer zweiten Ausnehmung des zweiten Hebelabschnitts aufgenommen ist und dass die zwischen dem ersten Koppelabschnitt und dem zweiten Koppelabschnitt ausgebildete Sollbruchstelle in einem Spalt zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt angeordnet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung in der Verriegelungsstellung des Schwenkhebels koaxial zueinander ausgerichtet sind und das Koppelelement einen Spalt, der zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt ausgebildet ist, zumindest bereichsweise mit Hilfe der Sollbruchstelle überbrückt. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass im Falle einer Krafteinwirkung auf den Riegel, die zu einer Auslösung der Kraftbegrenzung für die Bewegungskopplung zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt durch Auftrennung der Sollbruchstelle führt, eine möglichst freie Bewegung des ersten Hebelabschnitts stattfinden kann.
-
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Koppelelement als Bolzen mit einer zylindrischen, insbesondere mit einer kreiszylindrischen, Profilierung längs einer Erstreckungsachse ausgebildet ist und dass eine Querschnittsfläche der Sollbruchstelle weniger als 25 Prozent einer Querschnittsfläche des ersten Koppelabschnitts aufweist. Eine wesentlicher Aspekt für die Funktion der Verriegelungseinrichtung ist darin zu sehen, dass die Krafteinwirkung auf den Riegel, die zu einer Auslösung der Kraftbegrenzung für die Bewegungskopplung zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt führt, möglichst exakt definiert werden kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Sollbruchstelle eine sowohl im Hinblick auf die Querschnittsfläche als auch im Hinblick auf die Ausdehnung längs der Erstreckungsachse exakt definierte Querschnittsgeometrie aufweist. Der Vorteil der Nutzung einer Sollbruchstelle für die Kraftbegrenzung zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt ist darin zu sehen, dass im Rahmen eines bestimmungsgemäßen Gebrauchs der Verriegelungseinrichtung keine Veränderungen im Hinblick auf die Wirkungsweise der Kraftbegrenzung auftreten, wie sie beispielsweise bei Verriegelungseinrichtungen stattfinden können, bei denen beispielsweise federvorbelastete Komponenten für eine Bewegungskopplung und Kraftbegrenzung eingesetzt werden, die beispielsweise durch Umwelteinflüsse ihre Beweglichkeit ein bis können und damit zu einer unerwünschten Veränderung des Auslöseverhaltens der Verriegelungseinrichtung führen.
-
Vorteilhaft ist es, wenn das Koppelelement längs der Erstreckungsachse linearbeweglich in der ersten Ausnehmung und in der zweiten Ausnehmung aufgenommen ist und dass der ersten Ausnehmung im ersten Hebelabschnitt oder der zweiten Ausnehmung im zweiten Hebelabschnitt ein Blockiermittel zugeordnet ist, das für eine Festlegung des Koppelelements ausgebildet ist. Hierdurch wird eine Auswechslung des Koppelelements ermöglicht, was zum einen gegebenenfalls in einem regelmäßigen Turnus vorgenommen werden kann und zum anderen nach einer Auslösung der Kraftbegrenzung, die zur Zerstörung des Koppelelements geführt hat, für eine Wiederverwendung der Verriegelungseinrichtung genutzt werden kann.
-
Zweckmäßig ist es, wenn das Blockiermittel formschlüssig in das Koppelelement eingreift und beweglich im ersten Hebelabschnitt oder im zweiten Hebelabschnitt aufgenommen ist und von einer Federeinrichtung in einer Blockierstellung gehalten ist. Dabei dient die Blockierstellung des Blockiermittels zur Festlegung des Koppelelements am ersten Hebelabschnitt oder am zweiten Hebelabschnitt, während das Koppelelement in einer Freigabestellung des Blockiermittels, vorzugsweise werkzeuglos, aus dem Schwenkhebel ausgebaut werden kann und beispielsweise durch ein neues Koppelelement ersetzt werden kann. Dies ist insbesondere nach Auslösung der Kraftbegrenzung, die mit einer Zerstörung der Sollbruchstelle des Koppelelements einhergeht, von Interesse, um in diesem Fall eine einfache und kostengünstige Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit für die Verriegelungseinrichtung gewährleisten zu können.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Koppelelement mehrere, längs der Erstreckungsachse, insbesondere in gleicher Teilung angeordnete, Sollbruchstellen aufweist und dass im Spalt zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt genau eine Sollbruchstelle angeordnet ist. Hierdurch wird im Falle einer Auslösung der Kraftbegrenzung, die mit der Zerstörung des Sollbruchstelle des Koppelelements einhergeht, eine rasche Weiternutzung der Verriegelungseinrichtung ermöglicht, da lediglich der vom übrigen Koppelelement abgetrennte, im ersten Hebelabschnitt aufgenommene Abschnitts des Koppelelements entfernt werden muss und anschließend das verbliebene Koppelelement längs der Erstreckungsachse verschoben werden kann, um die Kopplung zwischen dem ersten Hebelabschnitt und dem zweiten Hebelabschnitt wiederherzustellen.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der ersten Ausnehmung des ersten Hebelabschnitts und/oder der zweiten Ausnehmung des zweiten Hebelabschnitts eine Federanordnung zugeordnet ist, die für eine Bereitstellung einer Federkraft längs der Erstreckungsachse ausgebildet ist. Die Aufgabe für die Federanordnung besteht darin, eine einfache Handhabung des Koppelelements zu unterstützen, indem eine längs der Erstreckungsachse ausgerichtete Druckkraft auf das Koppelelement ausgeübt wird. Bei einer Verwendung einer Federanordnung in der ersten Ausnehmung des ersten Hebelabschnitts dient die Federanordnung zur Unterstützung einer Entnahme eines vom übrigen Koppelelement abgetrennten Abschnitts des Koppelelements. Bei einer Verwendung einer Federanordnung in der zweiten Ausnehmung des zweiten Hebelabschnitts dient die Federanordnung zur Bereitstellung einer axialen Vorspannkraft, mit der eine Verlagerung des Koppelelements in Richtung des ersten Hebelabschnitts unterstützt werden kann, um eine Wiederinbetriebnahme der Verriegelungseinrichtung nach einer vorausgegangenen Auslösung zu erleichtern.
-
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Verriegelungseinrichtung,
- 2 eine Draufsicht auf die Verriegelungseinrichtung gemäß der 1,
- 3 eine Schnittdarstellung der Verriegelungseinrichtung gemäß den 1 und 2 in einer Verriegelungsstellung,
- 4 eine Schnittdarstellung der Verriegelungseinrichtung gemäß den 1 bis 3 in einer Öffnungsstellung für Wartungszwecke,
- 5 eine Schnittdarstellung der Verriegelungseinrichtung gemäß den 1 bis 4 in einer Öffnungsstellung nach Auftreten einer Druckdifferenz, und
- 6 eine Schnittdarstellung einer Variante der in den 1 bis 5 dargestellten Verriegelungseinrichtung mit einem Koppelelement, das mehrere Sollbruchstellen aufweist.
-
Eine in den Übersichtsdarstellungen der 1 und 2 gezeigte Verriegelungseinrichtung 1 dient zur lösbaren Verriegelung eines in der 2 lediglich streng schematisch angedeuteten ersten Bauteils 2 an einem zweiten Bauteil 3, das in der 2 ebenfalls nur streng schematisch angedeutet ist. In der Praxis kann es sich beispielsweise bei dem zweiten Bauteil 3 um eine Innenverkleidung einer Flugzeugkabine handeln, während das erste Bauteil 2 eine schwenkbeweglich an dieser Innenverkleidung ausgebildete Türe oder Wartungsklappe ist, die unter Verwendung der Verriegelungseinrichtung 1 mit dem zweiten Bauteil 2 lösbar verriegelt werden soll.
-
Die Verriegelungseinrichtung 1 umfasst einen Grundkörper 4, an dem ein Schwenkhebel 5 rein exemplarisch schwenkbeweglich angeordnet ist. Der Grundkörper 4 ist zur Festlegung am ersten Bauteil 2 ausgebildet, während ein vom Grundkörper 4 abragender, als Bestandteil des Schwenkhebel 5 ausgebildeter Riegel 6 für eine formschlüssige Kopplung mit dem zweiten Bauteil 3 ausgebildet ist.
-
Beispielhaft weist der Grundkörper 4 einen U-förmig ausgebildeten Trägerabschnitt 7 auf, an dem der Schwenkhebel 5 schwenkbeweglich aufgenommen ist. Ferner ist am Trägerabschnitt 7 eine Sperreinrichtung 8 schwenkbeweglich aufgenommen, die ihrerseits in einer Sperrstellung für eine Blockierung einer Schwenkbewegung des Schwenkhebels 5 ausgebildet ist.
-
An Seitenoberflächen 9, 10 des Trägerabschnitts 7 sind jeweils seitlich abragende Befestigungsplatten 11, 12 angeordnet, die beispielhaft als Planparallelplatten ausgebildet sind und deren Oberseiten 15, 16 in einer gemeinsamen, nicht näher dargestellten Ebene angeordnet sind und zur Anlage an der Rückseite des ersten Bauteils 2 ausgebildet sind. Beispielhaft ist vorgesehen, dass das erste Bauteil 2 von einer Ausnehmung 17 durchsetzt ist, in der der Trägerabschnitt 7 aufgenommen ist, wobei vorzugsweise eine Oberseite 18 des Trägerabschnitts 7 flächenbündig mit einer Oberfläche 19 des ersten Bauteils 2 angeordnet ist.
-
Für die schwenkbewegliche Lagerung der Sperreinrichtung 8 am Grundkörper 4 erstreckt sich zwischen zwei U-Schenkeln 20, 21 des Trägerabschnitts 7 ein erster Lagerzapfen 22, wie dies insbesondere den Darstellungen der 3 bis 5 zu entnehmen ist. Dieser erste Lagerzapfen 22 kann auch als erste Lagerstelle bezeichnet werden.
-
Ferner ist der schwenkbeweglich am Grundkörper 4 aufgenommenen Sperreinrichtung 8 eine Rückstellfeder 23 zugeordnet, die sich zwischen einer Verbindungsplatte 24, die als Bestandteil des Grundkörpers 4 zwischen den beiden U-Schenkeln 20, 21 angeordnet ist, und einem an der Sperreinrichtung 8 ausgebildeten Vorsprung 25 erstreckt. Die Rückstellfeder 23 ist beispielhaft als Druckfeder ausgebildet und weist in der Sperrstellung für die Sperreinrichtung 8 gemäß den 3 bis 5 eine innere Vorspannung auf. Diese innere Vorspannung ist derart gewählt, dass die Sperreinrichtung 8 ohne Ausübung einer Bedienkraft auf eine Bedienfläche 26 bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Verriegelungseinrichtung 1 in der Sperrstellung gemäß den 1 bis 5 verbleibt. Bei Einleitung einer Mindestkraft auf die Bedienfläche 26 kann die innere Vorspannung der Rückstellfeder 23 überwunden werden und eine Schwenkbewegung auf die Sperreinrichtung 8 eingeleitet werden, die gemäß den Darstellungen der 3 bis 5 gegen den Uhrzeigersinn ausgeführt wird. Im Zuge dieser Schwenkbewegung der Sperreinrichtung 8 erfolgt eine Freigabe für eine Schwenkbewegung des Schwenkhebels 5, die gemäß der Darstellung der 3 bis 5 im Uhrzeigersinn erfolgen kann, wobei der Schwenkhebel 5 schwenkbeweglich an einem zweiten Lagerzapfen 27 gelagert ist, der sich zwischen gegenüberliegend angeordneten freien Endbereichen der U-Schenkel 20, 21 erstreckt und der auch als zweite Lagerstelle bezeichnet werden kann. Um die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 5 ohne weiteres Zutun eines Bedieners zu bewirken ist dem Schwenkhebel 5 eine rein exemplarisch als Wendelfeder ausgebildete Federeinrichtung 28 zugeordnet, die in der Verriegelungsstellung für den Schwenkhebel 5 gemäß der Darstellung der 3 und 5 eine innere Vorspannung aufweist und dadurch Druckkräfte auf die Verbindungsplatte 24 sowie den Schwenkhebel 5 ausübt.
-
Der Schwenkhebel 5 umfasst gemäß den Darstellungen der 1 bis 5 neben dem Riegel 6 einen Betätigungshebel 39, der in einen ersten Hebelabschnitt 40 und einen zweiten Hebelabschnitt 41 aufgeteilt ist und der für eine manuelle Betätigung durch einen nicht dargestellten Bediener ausgebildet ist. Dabei ist der erste Hebelabschnitt 40 mit dem Riegel 6 verbunden, insbesondere einstückig mit dem Riegel 6 ausgebildet. Der Riegel 6 ist rein exemplarisch L-förmig ausgebildet und ragt ausgehend vom zweiten Lagerzapfen 27 vom Grundkörper 4 ab. Ein freier Endbereich 42 des Riegels 6 ist von einer Gewindebohrung 43 durchsetzt, die quer zum zweiten Lagerzapfen 27 ausgerichtet ist und in der eine Schraube 44 verstellbar aufgenommen ist, die mit einer Mutter 45 gegenüber dem Riegel 6 gekontert ist. Rein exemplarisch ist eine Stirnfläche 46 der Schraube 44 eben ausgebildet und für eine flächige Anlage an einer Rückseite des zweiten Bauteils 3 vorgesehen.
-
In der Verriegelungsstellung, wie sie in der 3 dargestellt ist, erstreckt sich der erste Hebelabschnitt 40 ausgehend vom zweiten Lagerzapfen 27 in Richtung der Sperreinrichtung 8. Rein exemplarisch ist vorgesehen, dass der erste Hebelabschnitt 40 in der Verriegelungsstellung gemäß der 3 eine Erstreckung in Richtung der Sperreinrichtung 8 aufweist, die ungefähr 40 Prozent eines Abstands 47 zwischen dem zweiten Lagerzapfen 27 und der Sperreinrichtung 8 beträgt. An einer dem zweiten Lagerzapfen 27 abgewandten Stirnfläche 48 des ersten Hebelabschnitts 40 ist eine erste Ausnehmung 52 ausgebildet, die rein exemplarisch als kreiszylindrische Bohrung quer zur ersten Stirnfläche 48 eingebracht ist. Benachbart zur ersten Ausnehmung 52 ist an der Stirnfläche 48 des ersten Hebelabschnitts 40 ein Vorsprung 49 ausgebildet, der sich in der Verriegelungsstellung gemäß der 3 in Richtung der Sperreinrichtung 8 erstreckt. Der Vorsprung 49 dient, wie nachstehend im Zusammenhang mit dem zweiten Hebelabschnitt 41 näher beschrieben wird, einer unidirektionalen kraftübertragenden Kopplung zwischen dem ersten Hebelabschnitt 40 und dem zweiten Hebelabschnitt 41.
-
Wie den Darstellungen der 1 und 2 entnommen werden kann, erstreckt sich der zweite Hebelabschnitt 41 ebenfalls ausgehend vom zweiten Lagerzapfen 27 in Richtung der Sperreinrichtung 8, wenn sich der Schwenkhebel 5 in der Verriegelungsstellung gemäß der 3 befindet. Im Unterschied zum ersten Hebelabschnitt 40 erstreckt sich der zweite Hebelabschnitt 41 derart vom zweiten Lagerzapfen 27 bis zur Sperreinrichtung 8, dass der zweite Hebelabschnitt 41 in der Verriegelungsstellung gemäß der 3 die Sperreinrichtung 8 mit einem stufenförmig ausgebildeten Endbereich 50 hintergreift, wodurch eine formschlüssige Verriegelung des zweiten Hebelabschnitts 41 durch die Sperreinrichtung 8 gewährleistet werden kann.
-
Der zweite Hebelabschnitt 41 ist an einem dem zweiten Lagerzapfen 27 zugewandten zweiten Endbereich 51 U-förmig profiliert und umgreift mit den dadurch gebildeten U-Schenkeln 55, 56 den ersten Hebelabschnitt 40, wobei die U-Schenkel 55, 56 endseitig schwenkbeweglich am zweiten Lagerzapfen 27 aufgenommen sind.
-
Ein Verbindungsbereich 57 des zweiten Hebelabschnitts 41, der die beiden U-Schenkel 55, 56 miteinander verbindet, ist mit einer in den 3 bis 5 erkennbaren Stufe 58 versehen, die auf den Vorsprung 49 des ersten Hebelabschnitts 40 derart abgestimmt ist, dass in der Verriegelungsstellung gemäß der 3 eine flächenbündige Anordnung des ersten Hebelabschnitts 40 mit dem zweiten Hebelabschnitt 41 und den Trägerabschnitt 7 gewährleistet ist. Die Stufe 58 ermöglicht eine Kraftübertragung zwischen dem zweiten Hebelabschnitt 41 und dem ersten Hebelabschnitt 40 bei einer Schwenkbewegung des Schwenkhebels 5 im Uhrzeigersinn aufgrund des hierbei wirkenden Formschlusses zwischen der Stufe 58 und dem Vorsprung 49.
-
In eine zweite Stirnfläche 59 des Verbindungsbereichs 57 ist eine zweite Ausnehmung 60 rein exemplarisch als kreiszylindrische Bohrung quer zur zweiten Stirnfläche 59 eingebracht. In der Verriegelungsstellung des Schwenkhebels 5 gemäß der Darstellung der 3 sind die erste Ausnehmung 52 im ersten Hebelabschnitt 40 und die zweite Ausnehmung 60 im zweiten Hebelabschnitt 41 koaxial zueinander ausgerichtet und durch einen Spalt 61 voneinander beabstandet. Der Spalt 61 wird von einem rein exemplarisch rotationssymmetrisch zu einer Erstreckungsachse 63 ausgebildeten Koppelelement 62 überbrückt, das mit einem ersten Koppelabschnitt 64 in der ersten Ausnehmung 52 und mit einem zweiten Koppelabschnitt 65 in der zweiten Ausnehmung 60 aufgenommen ist. Das Koppelelement 62 gewährleistet hierdurch eine Bewegungskopplung zwischen dem ersten Hebelabschnitt 40 und dem zweiten Hebelabschnitt 41 auch für Schwenkbewegungen entgegen dem Uhrzeigersinn gemäß den 3 bis 5. Das Koppelelement 62 ist derart ausgebildet, dass es eine Kraftbegrenzung für eine Schwenkbewegung des ersten Hebelabschnitts 40 gegenüber dem zweiten Hebelabschnitt 41 gemäß den Darstellungen der 3 bis 5 im Uhrzeigersinn ermöglicht. Diese Kraftbegrenzung wird durch eine lokale Verjüngung des Koppelelements 62, die auch als Sollbruchstelle 66 bezeichnet wird, verwirklicht. Die Sollbruchstelle kann insbesondere als umlaufende Radialnut am Koppelelement 62 ausgebildet sein. Um eine vorteilhafte Funktionsweise des Koppelelements 62 zu gewährleisten, ist die Sollbruchstelle 66 im Spalt 61 zwischen dem ersten Hebelabschnitt 40 und dem zweiten Hebelabschnitt 41 angeordnet.
-
Beispielhaft ist vorgesehen, dass an einer Unterseite 67 des zweiten Hebelabschnitts 41, an der in der Verriegelungsstellung gemäß der 3 auch die Federeinrichtung 28 anliegt, ein Blockierelement 68 angeordnet ist, das rein exemplarisch als federvorgespannter Zapfen ausgebildet ist, der in eine umlaufende Nut 70 des Koppelelements 62 eingreift und der eine formschlüssige Festlegung des Koppelelements 62 längs der Erstreckungsachse 63 im zweiten Hebelabschnitt 41 gewährleistet. Das Blockierelement 68 wird durch eine vorgespannte Druckfeder 71 gegen das Koppelelement 62 gedrückt und kann durch Aufbringung einer Zugkraft auf einen dem Koppelelement 62 abgewandten Endbereich 72 aus der Blockierstellung in eine nicht dargestellte Öffnungsstellung gebracht werden, in der das Koppelelement 62 aus dem zweiten Koppelabschnitt 65 ausgeschoben und durch ein neues Koppelelement 62 ersetzt werden kann.
-
Rein exemplarisch dienen das in der 2 schematisch angedeutete erste Bauteil 2 sowie das zweite Bauteil 3 in einem üblichen Betriebsfall, bei dem davon ausgegangen wird, dass das erste Bauteil 2 mit Hilfe der Verriegelungseinrichtung 1 mit dem zweiten Bauteil 3 verriegelt ist, zur Abtrennung eines erstens Raumabschnitts 73, beispielsweise eines Innenraum seiner Flugzeugkabine, von einem zweiten Raumabschnitt 74, beispielsweise eines in der Flugzeugkabine ausgebildeten und vom ersten Bauteil 2 und zweiten Bauteil 3 begrenzten Stauraums. Für den Fall eines Druckabfalls im ersten Raumabschnitt 73 entsteht eine Druckdifferenz zwischen dem ersten Raumabschnitt 73 und dem zweiten Raumabschnitt 74, die darin resultiert, dass in Richtung des ersten Raumabschnitts 73 ausgerichtete Druckkräfte im zweiten Raumabschnitt 74 auf das erste Bauteil 2 und das zweite Bauteil 3 einwirken. Dabei führen die auf das erste Bauteil 2 einwirkenden Druckkräfte zu einer Krafteinleitung auf den Riegel 6 der Verriegelungseinrichtung 1, was durch die in der 3 eingezeichnete Redaktionskraft 75 symbolisiert wird. Diese Reaktionskraft 75 resultiert für den Riegel 6 in einem Drehmoment um den zweiten Lagerzapfen 27. Dieses Drehmoment wird durch eine Gegenkraft 76 abgestützt, die vom zweiten Hebelabschnitt 41 über das Koppelelement 62 auf den ersten Hebelabschnitt 40 eingeleitet wird und zu einem Gegendrehmoment führt. Sofern jedoch die Reaktionskraft 75 auf ein Kraftniveau ansteigen sollte, bei dem die Gegenkraft 76 ein konstruktiv für das Koppelelement 62, insbesondere für die Sollbruchstelle 66, vorgegebenes Kraftniveau überschreitet, tritt über eine elastische Deformation der Sollbruchstelle 66 eine plastische Deformation der Sollbruchstelle 66 ein, die bei einem weiteren Ansteigen der Reaktionskanal 75 sowie der Gegenkraft 76 zur Auftrennung des Koppelelements 62 an der Sollbruchstelle 66 führt. Hierdurch wird die an sich durch das Koppelelement 62 bewirkte Bewegungskopplung zwischen dem ersten Hebelabschnitt 40 und dem zweiten Hebelabschnitt 41 aufgehoben, so dass der erste Hebelabschnitt 40 ohne eine korrespondierende Bewegung des zweiten Hebelabschnitts 41 aus der Verriegelungsstellung gemäß der 3 ausgelenkt werden kann und eine Öffnungsstellung einnimmt, wie sie in der 5 gezeigt ist. Dementsprechend wird hierdurch die Verriegelung zwischen dem ersten Bauteil 2 und dem zweiten Bauteil 3 aufgehoben und das erste Bauteil 2 kann eine Relativbewegung gegenüber dem zweiten Bauteil 3 vollziehen, womit der in diesem Fall gewünschte Druckausgleich zwischen dem ersten Raumabschnitt 73 und dem zweiten Raumabschnitt 74 durchgeführt wird.
-
Eine in der 6 nur ausschnittsweise gezeigte konstruktive Variante einer Verriegelungseinrichtung 81 unterscheidet sich von der in den 1 bis 5 dargestellten Verriegelungseinrichtung 1 im Hinblick auf die Ausgestaltung des Koppelelements 112, das abweichend vom Koppelelement 62 mehrere Sollbruchstellen 116 aufweist. Alle übrigen Komponenten der Verriegelungseinrichtung 81 sind funktionsgleich mit der Verriegelungseinrichtung 1, so dass auf ein neuerliche Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird.
-
Der erste Hebelabschnitt 90 und der zweite Hebelabschnitt 91 weisen geringfügige konstruktive Abweichungen gegenüber dem ersten Hebelabschnitt 40 und dem zweiten Hebelabschnitt 41 gemäß den 1 bis 5 auf. Für eine kompakte Gestaltung der Verriegelungseinrichtung 81 gemäß der 6 ist zudem vorgesehen, dass das Blockierelement 118, das konstruktiv nahezu identisch zum Blockierelement 68 ausgeführt ist, näher am ersten Hebelabschnitt 90 angeordnet ist und einen Eingriffsabschnitt 127 aufweist, der für einen Eingriff in eine der als Sollbruchstellen 116 dienenden Ausnehmungen im Koppelelement 112 ausgebildet ist. Rein exemplarisch ist der Eingriffsabschnitt 127 nadelförmig mit einem schlanken Querschnitt, insbesondere in der Art eines endseitig konisch zugespitzten Kreiszylinders, ausgebildet.
-
Im Hinblick auf die übrigen Komponenten unterscheidet sich die Verriegelungseinrichtung 81 nicht wesentlich von der Verriegelungseinrichtung 1, so dass auf eine erneute Darstellung und Beschreibung verzichtet werden kann.
-
In der ersten Ausnehmung 102 des ersten Hebelabschnitts 90 ist eine erste Federeinrichtung 128 angeordnet, die mit einer geringen Druckvorspannung am Koppelelement 112 anliegt und die dazu ausgebildet ist, ein Entnehmen des in der ersten Ausnehmung 102 aufgenommenen ersten Koppelabschnitt 114 des Koppelelements 112 zu erleichtern.
-
An einer Axialstirnfläche eines der ersten Ausnehmung 102 abgewandten, in einer zweiten Ausnehmung 110 aufgenommenen zweiten Koppelabschnitt 115 des Koppelelements 112 liegt eine zweite Federeinrichtung 129 an, die mit einer Druckvorspannung am Koppelelement 112 anliegt und die dazu ausgebildet ist, das Koppelelement 112 mit einer Vorspannkraft in Richtung der ersten Ausnehmung 102 zu belasten. Die Aufgabe des Blockierelements 118 besteht hingegen darin, eine axiale Festlegung des Koppelelements 112 längs der Erstreckungsachse 113 zu gewährleisten. Dies wird vom Blockierelement 118 durch den in Richtung der Erstreckungsachse 113 formschlüssig wirkenden Eingriff des Eingriffsabschnitts 127 in die Ausnehmung der jeweils zugeordneten Sollbruchstelle 116 bewirkt.
-
Die Sollbruchstellen 116 sind beispielsweise als umlaufende, nutförmige Vertiefungen in das Koppelelement 112 eingebracht. Eine Teilung, also ein axialer Abstand längs der Erstreckungsachse 113, zwischen benachbarten Sollbruchstellen 116 ist derart gewählt, dass durch die Festlegung des Koppelelements 112 mittels des Blockierelements 118 stets die in Richtung des ersten Hebelabschnitts 90 benachbart angeordnete Sollbruchstelle 116 im Spalt 111 zwischen dem ersten Hebelabschnitt 90 und dem zweiten Hebelabschnitt 91 angeordnet ist.
-
Sowohl beim Koppelement 62 als auch beim Koppelelement 112 sind die Sollbruchstellen 66 bzw. 116 mit einer U-förmigen Profilierung ausgebildet, wobei die U-Schenkel parallel zueinander ausgerichtet sind und durch einen halbkreisförmigen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind.
-
Die Funktion der Verriegelungseinrichtung 81 unterscheidet sich lediglich dahingehend von der Funktion der Verriegelungseinrichtung 1, dass nach einem Auftreten einer Krafteinwirkung auf die Sollbruchstelle 116, die zu einer Aufhebung der durch das Koppelelement 112 bewirkten Bewegungskopplung zwischen dem ersten Hebelabschnitt 90 und dem zweiten Hebelabschnitt 91 aufgrund einer Durchtrennung des Koppelelements 112 im Bereich der Sollbruchstelle 116 führt, eine rasche Wiederherstellung des Kopplungszustands ermöglicht wird. Hierzu ist vorgesehen, dass ein nicht dargestellter Bediener manuell den im ersten Hebelabschnitt 90 verbliebenen Abschnitt des Koppelelements 112 entfernt und den Hebelabschnitt 90 wieder in eine Schwenkstellung überführt, in der die erste Ausnehmung 102 und die zweite Ausnehmung 110 koaxial zueinander ausgerichtet sind. Anschließend wird vom Bediener das Blockierelement 118 aus der in 6 dargestellten Blockierstellung in eine Freigabestellung überführt, in der kein formschlüssiger Eingriff des Eingriffsabschnitts 127 in eine der Sollbruchstellen 116 des Koppelelements 112 vorliegt. Dadurch kann die in axialer Richtung vorgespannte zweite Federeinrichtung 129 das Koppelelement 112 soweit verschieben, bis ein Endbereich des Koppelelements 112 in der ersten Ausnehmung 102 aufgenommen ist und der Eingriffsabschnitt 127 in eine Sollbruchstelle 116 eingreifen kann und damit die axiale Festlegung des Koppelelements 112 gewährleistet ist.
