DE10313375B4

DE10313375B4 - Vorrichtung zum Absenken einer absenkbaren Gepäckablage

Info

Publication number: DE10313375B4
Application number: DE2003113375
Authority: DE
Inventors: Safa Dipl.-Ing. Kirma
Original assignee: Individual
Current assignee: KIRMA, SAFA, 22880 WEDEL, DE
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: DE10313375A1

Abstract

Vorrichtung zum Absenken einer absenkbaren Gepäckablage, bei der eine durch die Last erzeugte Antriebskraft an einer Drehwelle (14; 93) angreift und bei der eine Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) vorgesehen ist, die bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) drehbeweglich auf der Drehwelle (14; 93) angeordnet ist und ein als Kupplungseinrichtung ausgebildetes Sperrwerk (5; 5A; 5B; 5C; 5D) umfasst, das bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) einschaltet und in entgegengesetzter Richtung die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) ausschaltet, indem der Angriff der Antriebskraft (F) auf die Drehwelle (14; 93) mittels einer Zahnstange (2A), eines Zahnrades, eines Zahnradsegmentes (92) und eines Ritzels (3, 91) erfolgt und das Sperrwerk (5; 5A; 5B; 5C; 5D) eine erste Komponente (6; 24; 30) und eine zweite Komponente...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Absenken eine absenkbaren Gepäckablage, bei der eine durch die Last erzeugte Antriebskraft an einer Drehwelle angreift und bei der eine Verzögerungseinrichtung vorgesehen ist, die bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung wirkt.
Eine derartige Vorrichtung ist vorgesehen zum verzögerten Lastsenken in eine Richtung und bei einem manuellen Lastheben zum automatischen Ausschalten des Mechanismus in entgegengesetzter Richtung. Das Lastheben erfolgt mit der Handkraft. Eine unkontrollierbare Absenkung von Lasten kann zu Verletzungen und Unfällen führen. Bei einer Absenkung einer absenkbaren Gepäckablagen in Passagierflugzeugen muss die Absenkbewegung sanft gebremst werden. Beschleunigte Massen und die da durch entstehenden Energien werden durch konstruktive Maßnahmen gedämpft. Nach dem Stand der Technik bekannte und zur Dämpfung der Absenkbewegung einsetzbare Öldämpfer oder Gasfedern erfordern eine periodische Wartung und deren einwandfreie Funktion ist von einer aufwendigen Dichtung abhängig.
Die DE 903 269 C beschreibt eine selbsttätige Bremse für Winden, die auf einer Windenwelle angeordnet ist. Die Bremse umfasst eine Nabe sowie eine auf der Nabe drehbare Bremstrommel, die an ihrer Innenfläche mit Ratschenzähnen versehen ist. Eine Sperrklinke verhindert oder erlaubt je nach Drehrichtung der Windenwelle eine Relativdrehung zwischen Nabe und Bremstrommel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Absenken von absenkbaren Gepäckablagen zu schaffen, die kosteneffektiv und wartungsfrei funktioniert. Die Wirkung dieser Vorrichtung soll in Richtung der zunehmenden Lastbeschleunigung erfolgen. In entgegengesetzter Richtung soll ein automatisches Ausschalten der Vorrichtung erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Dabei ist nach Anspruch 1 insbesondere vorteilhaft, dass mit dem Einsatz einer erfindungsgemäßen Verzögerungseinrichtung eine Beschleunigungsverzögerung von Gepäckablagen erreicht wird, und damit geeignet ist, als Bestandteil eines Hub- und Senkmechanismus beim Senken einer Gepäckablage die wirkenden Kräfte abzubremsen. Mit dem Einsatz eines definierten Massenträgheitsmoments können Kräfte abgebremst werden. Ebenfalls ist eine wartungsarme Vorrichtung erreicht.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 20 angegeben. Einzelheiten und weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachstehend anhand der 1 bis 12 näher beschrieben sind. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen im einzelnen:
1A, 1B, 1C eine erste Ausführungsform einer zum Einsatz in einer Vorrichtung zum Absenken einer Gepäckablage,
2A, 2B, 2C, 2D verschiedene Ausführungsformen eines Sperrwerkes,
3A, 3B die Vorrichtung gemäss 1 in einer Weiterbildung mit eingebetteten Metallmassen,
4 eine Detailansicht der Vorrichtung gemäss 1 in einer Weiterbildung mit einem eingebetteten Metallring,
5 eine Detailansicht der Vorrichtung gemäss 1 in einer Weiterbildung mit eingebetteten Metallkranz,
6A, 6B eine Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung in einer zweiten Ausführungsform mit integrierter mechanischer Bremseinrichtung,
7A, 7B die Vorrichtung gemäss 6 in einer Weiterbildung der Bremseinrichtung als Magnetbremse,
8 eine alternative Ausbildung der Bremseinrichtung als Magnetbremse in einer Detailansicht,
9A, 9B die Vorrichtung gemäss 6 in einer alternativen Weiterbildung der Bremseinrichtung als Viskositätsbremse,
10A, 10B eine Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung in einer dritten Ausführungsform mit verändertem Lastangriffspunkt,
11 eine Schittdarstellung der Vorrichtung gemäss 10 in einer alternativen Weiterbildung und
12 eine Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung einer Gepäckablage in einer vierten Ausführungsform.
In den 1A und 1B ist eine erste Ausführungsform einer zum Einsatz in einer Vorrichtung zum Absenken einer Gepäckablage zur verzögerten Beschleunigung von Lasten 100 in zwei Ansichten und in 1C ein Bauteil in einer Einzelheitansicht dargestellt.
Die Vorrichtung 100 ist beispielsweise anwendbar für absenkbare Gepäckablagen in einem Passagierflugzeug, wobei ein verzögertes Lastsenken in eine Richtung und ein manuelles Lastheben durch automatisches Ausschalten der Mechanismus in entgegengesetzter Richtung ermöglicht wird. Mit der Vorrichtung 100 wird das Massenträgheitsmoment einer Schwungmasse ausgenutzt, um durch Energieumwandlung eine Verzögerung der Beschleunigung der entsprechenden Last zu erreichen.
Das verzögerte und sanfte Lastsenken erfolgt durch das Massenträgheitsmoment einer Scheibe 1, gezeigt in 1A und 1B. Die Scheibe 1 (Schwungrad) wird über einen Zahnstangentrieb 2 durch ein Lastsenken an einem freien Ende einer Zahnstange 2A in Drehbewegung gebracht. Der Stangentrieb 2 besteht aus der Zahnstange 2A und einem Ritzel 3. Das Ritzel 3 und die Scheibe 1 weisen eine gemeinsame Drehachse (Welle 14) auf. Die Zahnstange 2A bewegt sich linear in einer Führung 4 und setzt des Ritzel 3 in Bewegung. Zwischen der Scheibe 1 und dem Zahnstangentrieb 2 ist ein Sperrwerk 5 vorgesehen. Das Sperrwerk 5 ist als Einzelheit in 1C dargestellt. Es ist mit einem innen verzahntem Rad 6 versehen. Des Sperrwerk 5 schaltet sich automatisch beim Lastsenken (Beschleunigungsrichtung) ein und setzt die Scheibe 1 in Drehbewegung und schaltet sich automatisch beim Lastheben (entgegen der Beschleunigungsrichtung) aus. Vorzugsweise paarweise gegenüberliegenden Sperrklinken 7, 8 sind auf einem Teller 9 angeordnet und mit je einem Klinkenbolzen 10, 11 fixiert und drehbeweglich gelagert. Die Sperrklinken 7 und 8 sind mit Formfedern 12, 13 belastet damit die Sperrklinken ständig im Eingriff mit der Verzahnung des Rades 6 bleiben. Die Anzahl der Sperrklinken kann variieren; so können drei Sperrklinken (nicht gezeigt) so angeordnet werden, dass sie abwechselnd nach Drehung um t/3 (ein Drittel der Zahnteilung) die Sperrung übernehmen.
Die Zahl der gesperrten Stellungen ist damit dreimal so groß wie bei der Verwendung einer Sperrklinke. Die Scheibe 1 und der Teller 9 sind auf einer gemeinsamen Welle 14 montiert und mittels Passfeder 15 kraftschlüssig verbunden. Das Ritzel 3 und das innenverzahnte Rad 6 sind einstückig ausgebildet und freibeweglich auf der gemeinsamen Welle 14 gelagert. Die Welle 14 ist an den beiden Enden mit zwei Lagern 16, 17 abgestützt und mit Sicherungsringen 18, 19 gesichert. Die beiden Lager 16, 17 werden von Bohrungen in einem Gehäuse 20 aufgenommen. Bei dieser Anordnung wird gewährleistet, dass das Sperrwerk 5 beim Lastsenken eingeschaltet wird und beim Lastheben ausgeschaltet wird. Beim Lastsenken rastet die jeweilige Sperrklinke 7 bzw. 8 in die entsprechende Verzahnung des Rades 6. Eine Kraftübertragung von der belasteten Zahnstange 2A über das Ritzel 3 und das Sperrwerk 5 zur Scheibe 1 ist gewährleistet. Beim Lastheben bewegt sich das Ritzel 3 und damit auch das innenverzahnte Rad 6 in die entgegengesetzte Drehrichtung. Aufgrund des Aufbaus der Verzahnung wird ein Eingreifen zwischen der Innenverzahnung des Rades 6 und den Sperrklinken 7 bzw. 8 verhindert und somit wird das Sperrwerk 5 in dieser Drehrichtung ausgeschaltet. Das Sperrwerk 5 kann neben der hier beschriebenen Ausführungsform auch mit anderen Kupplungsmechanismen realisiert werden, die in eine Richtung wirken und in der entgegengesetzten Richtung freilaufen. Beispielhafte Varianten eines mechanischen Sperrwerkes 5 sind in den 2A bis 2D ersichtlich.
Die hier beschriebene Vorrichtung 100 kann als Bestandteil einer Verzögerungsmaßnahme für den Absenkmechanismus eines Bauteils verwendet werden, wobei beim Lastsenken mittels der Vorrichtung 100 die auftretenden Beschleunigungen verzögert werden sollen und damit die wirkenden Energien vermindert werden. Das Heben der Last erfolgt vorzugsweise mit einer Bedienung durch Handkraft. Die Last kann als Zuladung, Ware, Gegenstände, Industrieprodukte, Bearbeitungsteile, Koffer, Kleidung, Personen, Tiere etc. bezeichnet werden. Die Last kann an einem Ende der Zahnstange 2A angreifen oder integriert, drehbeweglich bzw. linear gelagert in einer Struktur oder der Konstruktion untergebracht werden. Unter anderem Hebelarme, Gelenke und Koppelgetriebe können in Zusammenhang mit Erfindung vorgesehen werden und Bestandteil der Konstruktion sein.
In den 2A bis 2D sind verschiedene Ausführungsformen eines Sperrwerks 5 mit stufenloser Sperrung dargestellt. Im wesentlichen besteht das Sperrwerk 5 aus zwei, auf die Welle 14 montierte Teile, wobei ein Teil drehbeweglich angeordnet ist und das andere Teil kraftschlüssig, mittels Passfeder 15, mit der Welle verbunden ist. 2A zeigt ein Sperrwerk 5A mit drei Klemmbacken 25 und einer Trommel 24. Eine Klemmbacke 25 ist jeweils drehbeweglich um einen Zapfen 26 gelagert. Die Klemmbacken 25 sind auf einem Teller 25A angeordnet und können sich in einer Drehrichtung an die Innenwand 24A der Trommel 24 legen. Die Trommel 24 weist eine Nabe 14A auf. Die Druckstangen 27 verbinden die Klemmbacken 25 mit einem Ring 14C und sind an deren Enden beweglich gelagert. Der Ring 14C ist einstückig mit dem Teller 25A hergestellt und ist über den Bereich der Nabe 14A parallel angeordnet. Die Nabe 14A ist auf der Welle 14 angeordnet und mit dieser mittels einer Passfeder 15 kraftschlüssig verbunden. Der Ring 14C ist mit einer Rückstellfeder (nicht dargestellt) zum Lösen der Klemmbacken versehen. Beim Absenken von Lasten werden die Klemmbacken 25 aufgrund der wirkenden Fliehkraft mittels der Druckstangen 27 gegen die Innenwand 24A der Trommel 24 gedrückt, das Sperrwerk 5A wird damit eingeschaltet und die Welle 14 setzt die Scheibe 1, die mit der Passfeder 15 kraftschlüssig mit der Welle 14 verbunden ist, in Bewegung. Die Vorrichtung 100 zur verzögerten Beschleunigung von Lasten ist damit aktiviert.
Das Sperrwerk 5B in 2B ist ein stufenloses Sperrwerk mit einem innenliegenden und federbelasteten Klemmhebel 6A. Ein Bolzen 23 verbindet den Klemmhebel 6A mit der Nabe 14A, die wiederum mit der Welle 14 mittels Passfeder 15 kraftschlüssig verbunden ist. Die Trommel 24 ist auf der Welle 14 drehbeweglich gelagert. Der Klemmhebel 6A wird beim Lastsenken gegen die Innenwand 24A der Trommel 24 gedrückt und klemmt sich bei Drehung der Welle 14 fest. Dadurch wird die Scheibe 1 in Drehung gesetzt. Durch den Druck einer Formfeder 21 wird gewährleistet, dass der Klemmhebel 6A ständig im Eingriff bleibt. Möglich ist weiterhin die Verwendung von zwei Klemmhebeln 6A mit einer gegenüberliegenden Anordnung. Die Doppelanordnung (nicht dargestellt) der Klemmhebel 6A ermöglicht eine Entlastung der Lagerung.
Das Lösen des Klemmhebels 6A erfolgt in entgegengesetzter Drehrichtung. Das Lösen wird durch die schräge Anordnung des Klemmhebels 6A ermöglicht. Die Reibungskraft am Ende des Hebels 6A erzeugt ein Drehmoment um den Bolzen 23 und somit löst der Klemmhebel 6A.
Um die Wirkung weiter zu erhöhen, kann in einer weiteren Ausführungsform 5C des Sperrwerks der Klemmhebel mit seinem freien Ende keilförmig 6B ausgebildet werden und in eine Keilnut 24B in der Innenwand 24A der Trommel 24 eingreifen (siehe 2C).
2D zeigt eine weitere Ausführungsform 5D eines Sperrwerks. Das Sperrwerk 5D ist als richtungsbetätigte Kupplung 28 (Freilaufkupplung) ausgebildet. Die Kupplung 28 hat die Aufgabe, das Drehmoment nur in einer Drehrichtung zu übertragen. Ein Außenring 28A ist vorgesehen, der sich gegenüber einem Innenkörper 28B mit federbelastenden Klemmrollen 29 frei bewegen kann. Jeweils ein federbelasteter Stift 29A hält die Klemmrolle 29 auf einer geraden Klemmbahn 29B in Eingriffsbereitschaft. Bei Drehung in entgegengesetzter Richtung verspannen die Klemmrollen 29 den Außenring 28A und den Innenkörper 28B gegeneinander. Durch diese radiale Verspannung ist eine schlupffreie Kraftübertragung gewährleistet. Die Kupplung ist in einem Gehäuse 30 eingebaut und mit einem Deckel verschlossen. Das Gehäuse 30 ist auf der Welle 14 drehbeweglich gelagert. Der Innenkörper 28B ist mit der Welle 14 mittels Passfeder 15 kraftschlüssig verbunden.
In den 3A und 3B ist eine Weiterbildung der Vorrichtung 100 in einer Draufsicht und in einer Schnittdarstellung der Seitenansicht gezeigt. Das Schwungrad 1 ist hier als eine Kunststoffscheibe 1' ausgebildet und zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments mit mehreren eingebetteten Metallmassen 31 versehen. Anwendbar ist ebenfalls auch anderes Leichtmaterial, wie Aluminium, Titan, Verbundwerkstoffe oder Schichtwerkstoffe. Zur Gewichtsersparnis wird die Leichtmaterialscheibe 1' mit mehreren Aussparungen 32 hergestellt.
In 4 ist in einer Detaildarstellung als alternative Weiterbildung der Vorrichtung 100 eine Kunststoffscheibe 1'' ersichtlich, die zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments mit einem eingebetteten Metallring 33 im Bereich des Außendurchmessers versehen ist.
In 5 ist als alternative Weiterbildung der Vorrichtung 100 eine Kunststoffscheibe 1''' zur Erhöhung des Massenträgheitsmoments mit einem teilweise eingebetteten Metallring 33 und einem Kranz 34 am Umfang der Scheibe 1''' versehen. Der äußere Kranz 35 hat den größten Einfluss auf das Masseträgheitsmoment und nimmt etwa 90 % des Trägerheitsmoments bei Scheiben und 95 % bei Speichenschwungrädern auf.
In den 6A und 6B ist eine Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung von Lasten in einer zweiten Ausführungsform 200 in zwei Ansichten dargestellt. Die Vorrichtung 200 zeigt eine Erweiterung der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform 100, wobei eine Bremse 35 zur weiteren Verzögerung der Lastbeschleunigung integriert ist, die von einer Zahnscheibe 58 als Schwungrad angetrieben wird. Der Aufbau und die Wirkungsweise der Zahnscheibe 58 entspricht im wesentlichen den Merkmalen der Scheibe 1 der ersten Ausführungsform, wobei die Maßnahmen zum Erreichen eines hohen Masseträgheitsmomentes als Einzelmaßnahme oder in bestimmten Kombinationen übernommen werden können. Es ist vorteilhaft, Aussparungen 32 aus Gründen einer Gewichtsersparnis in die Zahnscheibe 58 einzubringen. Das in 1C gezeigte und ausführlich beschriebene Sperrwerk 5 der ersten Ausführungsform findet in dieser Ausführungsform ebenfalls Anwendung, möglich sind jedoch auch alternative Lösungen, die beispielsweise in 2A bis 2D gezeigt sind. Das zuvor beschriebene Sperrwerk 5 ist vorgesehen, um bei einem Angriff einer von der Last erzeugten Antriebskraft F an der Zahnstange 2 über das Ritzel 3 die Kupplungseinrichtung 5 der Vorrichtung 200 beim Lastsenken einzuschalten sowie beim Lastheben auszuschalten. Die Bremse 35 ist als Fliehkraftbremse ausgebildet. Fliehkörper (Brems- oder Reibbacken) 36, 37, 38, 39 werden beim Drehen durch die Fliehkraft gegen eine Innenwand 40A der Bremstrommel 40 gedrückt. Die Fliehkörper 36, 37, 38, 39 sind am Umfang eines Speichenrades 41 radial angeordnet und in Taschen 42, 43, 44, 45 freibeweglich geführt. Auf den jeweiligen Fliehkörpern ist ein Bremsbelag 40B angeordnet. Die Freibeweglichkeit bzw. das Spiel der Fliehkörper wird gering gehalten. Die Bremstrommel 40 ist am Gehäuse 46 befestigt. Über Distanzstücke 47, 48, 49, 50 wird die Bremstrommel 40 beispielsweise mittels Schrauben mit dem Gehäuse 46 verbunden. Das Speichenrad 41 wird durch den Zahnstangenstrieb 2 über die Zahnscheibe 58 und das Ritzel 51 in Drehbewegung gesetzt. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Zahnscheibe 58 und dem Ritzel 51 wird entsprechend groß ausgelegt. Das Ritzel 51 und das Speichenrad 41 sind auf einer Welle 52 montiert und mit einer Passfeder 53 kraftschlüssig verbunden. Die freien Enden der Welle 52 sind von zwei Lagern aufgenommen und mit Sicherungsringen fixiert. Die Bremswirkung im Betrieb steigt wegen der Fliehkraftwirkung mit dem Quadrat der Drehzahl. Diese ist aber ihrerseits von der Umfangskraft abhängig und somit wird beim Lastsenken bei kleiner Last eine kleinere Umfangskraft erreicht als bei einer großen Last, was beim Absenken von Lasten unterschiedlichen Gewichts erwünscht ist.
In einer weiteren Ausführungsform (siehe 12) können die Fliehkörper (Bremsbacken) 36, 37, 38, und 39 zusätzlich mit Druckfedern belastet sein. Auf die Fliehkörper wirkt dann beim Drehen neben der Fliehkraft auch die Federkraft. Die Federkraft verhindert das Abheben der Fliehkörper im Stillstand und gewährleistet dadurch, dass sofort ein bestimmtes Anlaufmoment erzeugt wird.
In der Ausführungsform gemäß der 7A und 7B ist eine Vorrichtung 200' mit einer Bremseinrichtung in Form einer Magnetbremse 60, vorzugsweise einer Dauermagnetbremse ausgestattet. Durch die berührungslose magnetische Kraftwirkung zwischen den Polen zweier oder mehrerer Dauermagnete oder den Polen eines Dauermagneten und einem Bauteil aus ferromagnetischem Werkstoff wird eine Bremswirkung erzielt. Bestimmend für das übertragende Bremsmoment sind die Abmessungen der Magnete, der Magnetwerkstoff, die Anzahl der Pole und Breite des Luftspaltes.
Die Dauermagnetbremse 60 besteht aus Ringmagneten 61 und 62. Der Ringmagnet 61 ist stationär angeordnet und die Außenumfangsfläche ist an der Innenwand 63 der Trommel 64 mit Kleber oder anderen üblichen Fügeverfahren fixiert. Die Trommel 64 besteht vorzugsweise aus Weicheisen.
Der drehbewegliche Ringmagnet 62 ist vorzugsweise mittels Kleber auf einer Buchse 65 aus Weicheisen befestigt und ist somit innerhalb des Ringmagnets 61 drehbar gelagert. Die Buchse 65 ist mit der Welle 52 mittels einer Passfederverbindung verbunden. Die beiden Magnete 61 und 62 sind durch einen Luftspalt 66 getrennt. In diesem Luftspalt 66 ist eine Zwischenwand (Trennwand – schematisch dargestellt) 67 aus nicht magnetisierbarem Werkstoff angeordnet. Wenn durch eine Drehbewegung der Zahnscheibe 58 das Ritzel 51 gedreht wird, dreht das innere Ringmagnet 62 mit. Aufgrund der berührungslosen magnetischen Kraftwirkung zum Ringmagnet 61 wird die für ein Absenken von Lasten erwünschte Bremswirkung erzielt. Ein Ausschalten der Vorrichtung 200' kann durch bereits beschriebene Varianten des Sperrwerkes 5 oder 5A bis 5D erfolgen.
8 zeigt in einer Einzelheitdarstellung eine Ausbildung der Magnetbremse als Stirnmagnetbremse 70. Hier stehen sich 2 mehrpolige Ringmagnete 71 und 72 gegenüber. Stirndauermagnetbremsen weisen hohe Axialkräfte auf, die um so größer sind, je kleiner der Luftspalt zwischen den Magneten ist. Der Ringmagnet 72 ist stationär angeordnet und an seinem Außenumfang vorzugsweise mit Kleber mit der Innenwand einer Trommel 73 verbunden. Die Trommel 73 ist einem Gehäuse 74 verschraubt. Das drehbewegliche Ringmagnet 71 ist mit einer drehbeweglichen Trommel 75 aus Weicheisen verbunden. Die drehbewegliche Trommel 75 ist mit seiner Nabe auf der Welle 52 mit einer Passfeder 53 kraftschlüssig verbunden. Ein Luftspalt 76 befindet sich zwischen den beiden Ringmagneten 71 und 72. Eine Trennwand 77 (schematisch dargestellt) aus nicht magnetisierbarem Werkstoff ist in der Mitte des Luftspalts 76 angeordnet. Die Trennwand 77 ist vorteilhaft, um störende Einflüsse durch Wirbelstrom zu vermeiden. Bei geringen Drehzahlen kann eine Trennwand 77 auch weggelassen werden.
In den 9A und 9B ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die eine Vorrichtung 200'' mit einer Bremseinrichtung in Form einer Füllgutbremse, wie eine Viskosiätsbremse vorsieht. Als Füllgut wird hierfür eine Flüssigkeit, vorzugsweise Öl verwendet. Die Vorrichtung 200'' entspricht der bereits in 6A und 6B beschriebenen Vorrichtung 200, wobei die Bremseinrichtung in Ausgestaltung einer Viskositätsbremse 80 vorgesehen ist.
Unter Viskosität, innerer Reibung oder Zähigkeit einer Flüssigkeit wird der Widerstand verstanden, der bei gegenseitiger Verschiebung benachbarter Schichten in einer Flüssigkeit auftritt. Wenn sich eine Flüssigkeit durch einen Raum bewegt, so bleiben die einzelnen Flüssigkeitsschichten infolge der Reibung an der Raumwand gegenüber den Flüssigkeitsschichten in der Raummitte zurück. Da sich die Elementarteile der Flüssigkeitsschichten infolge der Molekularkräfte gegenseitig anziehen, tritt eine der Reibung ähnliche Kraft auf, die der gegenseitigen Verschiebung der Flüssigkeitsschichten entgegenwirkt und zur Bewegung der Flüssigkeit überwunden werden muss. Sehr zähe Flüssigkeiten erfordern eine große Kraft zum Bewegen, Flüssigkeiten geringer Zähigkeit dagegen nur eine kleine Kraft.
Die Viskositätsbremse 80 zeigt einen dreiarmigen (Flügel) Rotor 82. Die drei Arme 83, 84 und 85 sind radial an einer Nabe 86 angeordnet. Die Nabe 86 ist auf der Welle 52 montiert und mit einer Passfeder 15 kraftschlüssig verbunden. Ein dosenförmiges Gehäuse 87 mit Deckel 88 umschließt alle Seiten des Rotors 82. Zwischen den Armen 83, 84 und 85 des Rotors 82 und den Innenwänden des Gehäuses 87 sowie dem Deckel 88 und befindet sich ein Spalt 89. Das dosenförmige Gehäuse 87 ist mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Öl 81 gefüllt. Die Bremse 80 wird durch das Zahnrad 58 mittels einem Ritzel 51 beim Absenken einer Last in Drehbewegung gebracht. Durch die Drehbewegung muss die Flüssigkeit 81, vorzugsweise das Öl durch den Rechteckspalt 89 hindurchfließen. Infolge einer hohen Wandschubspannung treten im Spalt 89 Reibungsverluste auf. Die Reibkraft ist abhängig vom Durchmesser des Spaltes 89, von der Länge des Spaltes 89 sowie der Schubspannung der Flüssigkeit 90, wobei die Schubspannung unter anderem von der Viskosität abhängig ist. Bei der Auslegung der Viskositätsbremse 80 ist somit die verwendete Flüssigkeit 81 in dem Zusammenwirken mit dem Spalt 89 zu berücksichtigen.
Der einströmende Flüssigkeitsmassestrom wird durch die Arme 83, 84, 85 in Richtung der Armkanten mit einer bestimmten Geschwindigkeit gelenkt. Die Abso lutgeschwindigkeit ergibt sich dann durch Vektoraddition der Innen- und Außengeschwindigkeit am entsprechenden Arm. Aus dem Flüssigkeitsmassestrom, den Geschwindigkeiten und dem Innen- und Außendurchmesser des Armes 83, 84 bzw. 85 ergibt sich das aufzuwendende Bremsmoment. So wirkt auch aufgrund des größeren Strömungswiderstandes eine größere dämpfende Kraft. Flüssigkeitsdämpfungen werden vorteilhaft für bewegte Massen (Lasten) mit wachsender kinetischer Energie und hervorrufenden Schwingungen eingesetzt. Das Ausschalten der Viskositätsbremse 80 kann durch ein zuvor beschriebenes Sperrwerk 5 in bereits beschriebener Wirkungsweise erfolgen.
Alternativ zum Öl 81 können auch magnetische Flüssigkeiten mit einer einstellbaren Viskosität für bestimmte Einsätze der Viskositätsbremse 80 verwendet werden. Magnetische Flüssigkeiten haben unter anderem die Eigenschaft, ihre Viskosität in einem äußeren Magnetfeld zu verändern, je nach Stärke des Magnetfelds kann die Viskosität für einen bestimmten Einsatz erhöht werden. Damit bietet sich die Möglichkeit, die Viskosität den jeweils gegebenen Betriebsbedingungen mit verschiedenen Lasten anzupassen unter Nutzung von Magneten. Eine Erhöhung der Viskosität bedeutet eine Erhöhung der Reibleistung und damit das Erhöhen des Bremsmoments der Viskositätsbremse 80.
In einer weiteren (nicht dargestellten) Ausführungsform einer Bremseinrichtung kann anstatt der Flüssigkeit 81 Füllgut 79 fester Art verwendet werden. Eine derartige Füllgutbremse 78 ist geeignet, eine Reibleistung zu erhöhen. Das Füllgut 79 fester Art ist vorzugsweise eine feinkörnige Substanz, wie z. B. Sand, Stahlsand, ein mit Graphit vermengter Stahlsand oder Magnetpulver.
In den 10A und 10B ist eine Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung von Lasten in einer dritten Ausführungsform 300 in zwei Ansichten dargestellt. Die Vorrichtung 300 zeigt einen Mechanismus ohne Stangentrieb, die durch den Lastangriff erzeugte Antriebskraft F erfolgt hier über eine Zahnrad-Ritzelverbindung 92 und 91. Die Vorrichtung 300 wird über das Ritzel 91 durch das Zahnrad bzw. Zahnradsegment 92 angetrieben. Wie auch bei den vorangegangenen Ausführungsformen wird mit der Vorrichtung 300 das Masseträgheitsmoment einer Schwungscheibe ausgenutzt. Über das Sperrwerk 5 kann die Vorrichtung 300 wie in zuvor beschriebener Weise zum Lastsenken eingeschaltet und zum Lastheben ausgeschaltet werden. Die als Zahnscheibe 58 ausgebildete Schwungscheibe wird über das Ritzel 91 und die Welle 93 beim Lastsenken in Bewegung gesetzt. Dabei wird gleichzeitig eine Bremseinrichtung 90 aktiviert, die in dieser Ausführung gegenüber den bisher gezeigten Vorrichtungen 100 und 200 um 180° versetzt angeordnet ist. Die räumliche Anordnung der Bremseinrichtung 90 relativ zum Lastangriffspunkt ist entsprechend der baulichen Gegebenheiten des Anwendungsfalls durch konstruktive Maßnahmen vorzunehmen. Die Bremseinrichtung 90 ist als einstellbare federbelastete Bremse ausgebildet und greift über das Ritzel 51 und die Verzahnung der Zahnscheibe 58 am Umfang der Zahnscheibe an. Die Bremse 90 weist beispielsweise vier stationäre und einstellbare Bremsbacken 94 auf. Die in Taschen 95A eines Gehäuses 95 geführten Bremsbacken 94 sind mit Druckfedern 96 belastet, wobei die Vorspannung der Druckfedern mit Einstellschrauben 97 vorgenommen werden können. Die Drehsicherung der Einstellschrauben während des Betriebs werden mit Kontermuttern gewährleistet.
Die federbelasteten Bremsbacken 94 drücken gegen den Bremsring 98. Bei dieser Ausführungsform der Bremse wird gewährleistet, dass verschiedene Lasten durch variable Vorspannungskräfte an die jeweils gegebenen Betriebsbedingungen angepasst werden können und verschlissene Bremsbacken nachjustiert oder auch ausgetauscht werden können.
In der 11 ist in einer Schnittdarstellung eine Vorrichtung 300' als Weiterbildung der in 10 gezeigten Vorrichtung ersichtlich. Die Vorrichtung 300' weist eine veränderte Anordnung des Sperrwerks 5 auf, wobei das Sperrwerk 5 auf einer gemeinsamen Welle 52 mit der Bremseinrichtung 90 montiert ist. Bei dieser Ausführungsform wird gewährleistet, dass beim Lastsenken mit Hilfe des Massenträgheitsmoments der Zahnscheibe 58 und der Bremse 90 eine Verzögerung erzielt wird. Beim Lastheben einer Last, die eine Antriebskraft F erzeugt, wird die Bremse 90 ausgeschaltet, es wirkt jedoch das Massenträgheitsmoment der Zahnscheibe 58. Diese Ausführungsform der Erfindung kann bei einer kleinen Last angewendet werden.
In 12 ist eine weitere Ausführungsform 400 der Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung von Lasten gezeigt, wobei das verzögerte Lastsenken mit Hilfe einer Bremseinrichtung 99 erfolgt und beim Lastheben die Bremseinrichtung 99 durch das Sperrwerk 5 ausgeschaltet ist. Über den Stangentrieb 2 greift die durch die Last erzeugte Antriebskraft F am Ritzel 3 an und erzeugt ein Drehmoment an der Welle 14. Die Bremseinrichtung 99 ist in der gezeigten Ausführung als federbelastete Fliehkraftbremse ähnlich der in 6A und 6B gezeigten Bremse 35 ausgebildet. Es können jedoch auch alternativ die anderen genannten oder aus dem Stand der Technik bekannten Bremseinrichtungen Anwendung finden. Auch das Sperrwerk 5 kann durch bereits genannte Alternativen ersetzt werden.

100: Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung von Lasten, erste Ausführungsform
1: Scheibe
1', 1'', 1''': Weiterbildungen der Scheibe 1
2: Zahnstangentrieb
2A: Zahnstange
3: Ritzel
4: Führung
5, 5A, 5B, 5C, 5D: Sperrwerk
6: innenverzahntes Rad
6A: Klemmhebel
6B: keilförmiger Klemmhebel
7, 8: Sperrklinken
9: Teller
10, 11: Klinkenbolzen
12, 13: Formfedern
14: Welle
14A: Nabe
14C: Ring
15: Passfeder
16, 17: Lager
18, 19: Sicherungsringe
20: Gehäuse
21: Formfeder
23: Bolzen
24: Trommel
24A: Innenwand der Trommel
24B: Keilnut in Innenwand
25: Klemmbacken
25A: Teller
26: Zapfen
27: Druckstangen
28: Kupplung
28A: Außenring
28B: Innenkörper
29: Klemmrollen
29A: federbelasteter Stift
29B: Innenkörper
30: Gehäuse
31: eingebettete Massen in Scheibe 1'
32: Aussparungen in Scheibe 1'
33: Metallring
34: Metallkranz
200, 200' 200'': zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung von Lasten
35: Fliehkraftbremse
36–39: Fliehkörper (Reibbacken)
40: Bremstrommel
40A: Innenwand
40B: Bremsbelag
41: Speichenrad
42–45: Taschen
46: Gehäuse
47–50: Distanzstücke
51: Ritzel
52: Welle
53: Passfeder
58: Ausbildung der Scheibe 1 als Zahnscheibe
60: Magnetbremse
61: Ringmagnet
62: Ringmagnet
63: Innenwand
64: Trommel
65: Buchse
66: Luftspalt
67: Trennwand
70: Stirndauermagnetbremse
71: Ringmagnet
72: Ringmagnet
73: Trommel
74: Gehäuse
75: drehbewegliche Trommel
76: Luftspalt
77: Trennwand
78: Füllgutbremse
79: Füllgut
80: Viskositätsbremse
81: Flüssigkeit
82: Rotor
83, 84, 85: Arme des Rotors
86: Nabe
87: Gehäuse
88: Deckel
89: Spalt
300, 300': dritte Ausführungsform der Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung von Lasten
90: einstellbare Bremse
91: Ritzel
92: Zahnrad bzw. Zahnradsegment
93: Welle
94: Bremsbacken
95: Gehäuse
95A: Taschen im Gehäuse
96: Druckfedern
97: Einstellschrauben
98: Bremsring
99: Bremseinrichtung
400: vierte Ausführungsform der Vorrichtung zur verzögerten Beschleunigung von Lasten

Claims

Vorrichtung zum Absenken einer absenkbaren Gepäckablage, bei der eine durch die Last erzeugte Antriebskraft an einer Drehwelle (14; 93) angreift und bei der eine Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) vorgesehen ist, die bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) drehbeweglich auf der Drehwelle (14; 93) angeordnet ist und ein als Kupplungseinrichtung ausgebildetes Sperrwerk (5; 5A; 5B; 5C; 5D) umfasst, das bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) einschaltet und in entgegengesetzter Richtung die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) ausschaltet, indem der Angriff der Antriebskraft (F) auf die Drehwelle (14; 93) mittels einer Zahnstange (2A), eines Zahnrades, eines Zahnradsegmentes (92) und eines Ritzels (3, 91) erfolgt und das Sperrwerk (5; 5A; 5B; 5C; 5D) eine erste Komponente (6; 24; 30) und eine zweite Komponente (9; 14A; 25A; 28B) aufweist, wobei die erste Komponente (6; 24; 30) auf der Welle (14) drehbeweglich gelagert ist und die zweite Komponente (9; 14A; 25A; 28B) kraftschlüssig mit der Welle (14) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) eine massive Schwungscheibe (1; 1'; 1''; 1'''; 58) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungscheibe (1; 1'; 1''; 1'''; 58) mit Aussparungen versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungscheibe (1'; 1''; 1'''; 58) aus Leichtmaterial besteht und mit eingebetteten Metall-Massen (31; 33; 34) versehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrwerk (5) ein innenverzahntes Rad (6) aufweist, in welches bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung mindestens eine Sperrklinke (7, 8) einrastet und damit die Schwungscheibe (1; 58) einkuppelt sowie in entgegengesetzter Richtung die Rastverbindung zwischen Innenverzahnung des Rades (6) und Sperrklinke (7, 8) gelöst ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrwerk (5A) mindestens eine Klemmbacke (25) aufweist, die bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung an die Innenwand einer Trommel (24) drückbar ist und damit eine reibschlüssige Verbindung erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Anspreche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass des Sperrwerk (5B; 5C) mindestens einen Klemmhebel (6A; 6B) aufweist, der bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung an die Innenwand (24A) einer Trommel (24) drückbar ist oder in eine Keilnut (24B) der Innenwand (24A) einer Trommel (24) eingreift und damit eine reibschlüssige Verbindung erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrwerk (5D) einen Innenkörper (28B) mit mindestens einer Klemmbahn (29B) aufweist, wobei mindestens eine Klemmrolle (29) auf der Klemmbahn (29B) angeordnet ist, die bei zunehmender Lastbeschleunigung in einer Richtung nach aussen gedrückt wird und mit einem Außenring (28A) verspannt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300'; 400) eine Bremseinrichtung (35; 60; 70; 80; 90; 99) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtung (100; 200; 200'; 200''; 300; 300'; 400) eine als Schwungscheibe ausgebildete Zahnscheibe (58) mit einer Außenumfangsverzahnung umfasst, wobei die Bremseinrichtung (35; 60; 70; 80; 90) über eine Ritzel-Wellenverbindung (51, 52) an die Umfangsverzahnung angreift.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnscheibe (58) kraftschlüssig mit der Drehwelle (14) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (35) als Fliehkraftbremse ausgebildet ist, wobei mindestens ein Fliehkörper (36, 37, 38, 39) bei einer Drehbewegung auf der Welle (52) als Bremsbacke gegen eine Bremstrommel (40) drückt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (90) einstellbare federbelastete Bremsbacken (94) und einem Bremsring (98) aufweist, wobei zur Erzeugung eines Bremsmomentes die Bremsbacken ständig gegen den Bremsring (98) drücken.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (60; 70) als Dauermagnetbremse ausgebildet ist, wobei die Magnete auf der Welle (52) nebeneinander angeordnete mehrpolige Stirnringmagnete (71, 72) oder Zentraldauermagnete mit einem inneren (62) und einen äußeren Ring (61) bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (78) als Füllgutbremse ausgebildet ist, wobei durch Einsetzen einer Drehbewegung der Bremse (78) ein Füllgut (79) mit entsprechender Zähigkeitsreibung ein Bremsmoment erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllgut (79) als feinkörnige Substanz, wie Sand, Stahlsand, ein mit Graphit vermengter Stahlsand oder Magnetpulver ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (80) als Viskositätsbremse ausgebildet ist, wobei durch Einsetzen einer Drehbewegung der Bremse (80) eine Flüssigkeit (81) mit entsprechender Viskosität durch einen Spalt (89) hindurchfließt und damit ein Bremsmoment erzeugt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (5; 5A; 5B; 5C; 5D) auf der Drehwelle (14; 52; 93) angeordnet ist, an die die Antriebskraft (F) angreift.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (5; 5A; 5B; 5C; 5D) auf einer gemeinsamen Welle (14; 52) mit der Bremseinrichtung (35; 60; 70; 80; 90; 99) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (5; 5A; 5B; 5C; 5D) auf einer gemeinsamen Welle (14; 93) mit der Schwungscheibe (1, 1', 1'') oder Zahnscheibe (58) angeordnet ist.