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TECHNISCHER
BEREICH
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Platte, welche eine Öffnung überdeckt,
und insbesondere eine eine Belastung aufnehmende Platte für ein Flugzeug,
welche rasch an eine Flugzeugstruktur, die die Öffnung umgibt, anzubringen
und von dieser zu lösen ist.
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HINTERGRUND
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Es
gibt oft eine Anforderung, eine Platte zu haben, um eine Öffnung zu überdecken,
so dass die Platte rasch an einer Struktur, welche die Öffnung umgibt,
angebracht und von dieser entfernt werden kann. Darüber hinaus
besteht bisweilen eine Anforderung bezüglich der Platte, in der Lage
zu sein, Belastungen von der Struktur zu halten und zu übertragen.
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In
der Vergangenheit sind entfernbare eine Belastung tragende Platten
an der umgebenden Struktur durch zahlreiche entfernbare Befestigungsmittel
angebracht worden, was mehrere Nachteile aufwies. Erstens war es
zeitaufwändig,
individuell jedes Befestigungsmittel anzubringen und zu entfernen,
wenn es notwendig war, die Platte zu entfernen oder anzubringen.
Darüber
hinaus wiesen die Befestigungsmittel typischerweise eine begrenzte
Haltbarkeit abhängig
davon auf, wie oft die Platten entfernt oder montiert wurden. Wenn
die Befestigungsmittel einmal ihre Haltbarkeitsdauer überschritten
hatten, mussten sie ersetzt werden. Während des Montage- und Demontageprozesses,
neigten die Befestigungsmittel dazu, verloren zu gehen oder verlegt
zu werden, was zu zusätzlichen
Kosten führte.
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Des
Weiteren mussten vorherige entfernbare eine Belastung tragende Platten
präzise
mit der umgebenden Struktur verbunden werden, um sicherzustellen,
dass die strukturellen Belastungen geeignet durch die Platten übertragen
wurden. Wegen dieser Präzisionsanforderung
war es sehr schwierig, diese Platten mit ähnli chen Platten bei demselben Flugzeug
oder mit ähnlichen
Platten bei einem anderen Flugzeug desselben Modells auszutauschen.
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Ein
anderer Ansatz für
dieses Problem ist gewesen, die Anforderung für die Platten, dass sie eine Belastung
aufnehmen, zu beseitigen. Dies erforderte jedoch, dass die Struktur
um die Öffnung
herum merklich verstärkt
wird, so dass die strukturellen Belastungen eher um die Öffnung herum
als durch die Platte geführt
wurden. Diese Verstärkung
der Struktur um die Öffnung
herum führte
zu einem wesentlichen Anstieg des Gewichts der Struktur und führte zu zusätzlichen
Kosten.
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Eine
Anzahl von Verriegelungs- und Befestigungsmechanismen ist offenbart
worde. Zum Beispiel bezieht sich das US-Patent Nr. 5,236,153 von LaConte,
dem Erfinder der vorliegenden Erfindung, auf ein System zum raschen
Befestigen und Lösen, um
Einbauteile eines handelsüblichen
Flugzeugs, wie z.B. Sitze, Toiletten und Trennwände, an dem Kabinenboden zu
befestigen. Das US-Patent Nr. 3,088,548 von Behrens und anderen
betrifft eine Tür, welche
durch vier Verriegelungselemente abdichtend geschlossen ist, welche
durch eine Drehung einer Steuerplatte betätigt werden. Darüber hinaus
betrifft das US-Patent Nr. 4,534,192 von Harshbarger und anderen
eine Tür,
welche in einer geschlossenen Stellung durch ein System von Bolzen
verriegelt wird, welche gleichzeitig durch einen Griff betätigt werden.
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Keine
der vorab erwähnten
Vorrichtungen stellt jedoch die einzigartige Kombination von Merkmalen
der vorliegenden Erfindung bereit. Dementsprechend gibt es eine
Anforderung nach einer Platte, welche rasch an eine Struktur angebracht
und von dieser entfernt werden kann, und welche die Fähigkeit
aufweist, Belastungen von der Struktur zu übertragen.
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Die
US-A-2,391,407 beschreibt eine Abdeckungsanordnung, welche eine
Struktur mit einer Öffnung,
wobei ein oder mehrere Verriegelungskanäle an der Struktur benachbart
zu der Öffnung
befestigt sind, eine Abdeckung und eine Vorrichtung umfasst, um
die Abdeckung von der Struktur zu entfernen und sie mit dieser zu
verbinden. Diese entfernbare Öffnungsabdeckung,
welche insbesondere bei der äußeren Haut
eines Flugzeugrumpfes Verwendung findet, die 1945 patentiert wurde,
kann in einer relativ hohen Qualität bei vergleichsweise geringen
Kosten gefertigt werden.
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Die
Kanallochdeckel der US-A-1,102,422 werden bei freiliegenden Stellen
eingesetzt und sind schweren Verkehrsbelastungen ausgesetzt. Die
Abdeckung ist eine einfache Konstruktion und kann einfach gegossen
oder geformt werden und ist auch mit ganzheitlich ausgebildeten
Rippen versehen.
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Die
US-A-3,772,828 betrifft eine Kanallochabdeckung, welche einen Zugang
zu Untergrunddurchgängen
bietet, die wertvolle Installationen, wie z.B. Elektrokommunikations-Systeme
und Verwendungen, von z.B. Elektrizität, Wasser, Brennstoff, Öl oder natürlichem
Gas, enthalten. Diese Kanallochabdeckung umfasst einen Hauptkörper und
zwei Verriegelungsteile, welche gleitbar für eine radial nach innen und
außen
gerichtete Bewegung zwischen einer verriegelnden Stellung und einer
entriegelten Stellung angebracht sind.
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Die
DE-C-733661 offenbart eine Handlochabdeckung für Flugzeuge, welche auch Führungsstangen
und eine Vertiefung aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Abdeckungsanordnung nach Anspruch
1. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Andere
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden detaillierten
Beschreibung der Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
diskutiert.
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1 ist
eine isometrische Darstellung der Plattenanordnung der vorliegenden
Erfindung in einer nicht montierten Stellung von vorn, und stellt
eine Platte und eine strukturelle Öffnung dar;
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2 ist
eine isometrische Darstellung der Plattenanordnung in der nicht
montierten Stellung und stellt die Platte und die strukturelle Öffnung dar;
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3 ist
eine seitliche Darstellung der Plattenanordnung, wobei die Plattenanordnung
in der nicht montierten Stellung dargestellt ist;
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4 ist
eine seitliche Darstellung der Plattenanordnung in einer teilweise
montierten Stellung, wobei die Platte die Öffnung überdeckt, aber nicht mit der
Struktur verriegelt ist;
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5 ist
eine seitliche Darstellung der Plattenanordnung in der montierten
Stellung, wobei die Platte die Öffnung überdeckt
und mit der Struktur verriegelt ist;
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6 ist
eine Draufsicht eines Abschnitts eines Verriegelungsmechanismus
der Plattenanordnung in der teilweise montierten Stellung; und
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7 ist
eine Draufsicht eines Abschnitts des Verriegelungsmechanismus in
der vollständig montierten
Stellung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Bevor
eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt
wird, wird eine kurze Übersicht
der Erfindung und ihrer Funktion diskutiert. Dabei wird Bezug auf 1 genommen,
in welcher die erfindungsgemäße Plattenanordnung
zum raschen Lösen
und Verriegeln im Allgemeinen mit 10 bezeichnet ist und
eine mit 12 bezeichnete Platte und eine mit 14 bezeichnete
Struktur, welche eine mit 16 bezeichnete Öffnung umgibt,
umfasst. Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die
Plattenanordnung 10 eine Anordnung zum raschen Lösen und
Befestigen, welche mit 18 bezeichnet ist und ermöglicht,
dass die Platte 12 rasch an die Struktur 14, welche
die Öffnung 16 umgibt,
angebracht und von dieser entfernt wird.
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Wie
in 2 und 3 dargestellt ist, weist die
Anordnung 18 zum raschen Lösen und Befestigen vier Mechanismen
zum Lösen
und Verriegeln auf, welche mit 20 bezeichnet sind. Wenn
die Platte 12 über
der Öffnung 16 angeordnet
ist, wie es in 4 dargestellt ist, befinden
sich die Mechanismen 20 zum Lösen und Verriegeln mit entsprechenden verriegelnden
Kanalaufnahmen 22, welche mit der Struktur 14 um
die Öffnung 16 herum
verbunden sind, in Eingriff. Wenn sich die Mechanismen 20 einmal
mit den verriegelnden Kanalaufnahmen 22 in Eingriff befinden,
wird ein Antriebwerkzeug T, welches in eine Endaufnahme 25 einer
Stellschraube 26 eingeführt
wird, verwendet, um die Stellschraube 26 in einer Weise
zu drehen, dass eine Bewegung eines Antriebelements 42 in
einer nach unten gerichteten Richtung (wenn die 3 bis 5 betrachtet
werden) bewirkt wird. Diese nach unten gerichtete Bewegung des Antriebelements 42 bewirkt,
dass sich jedes rechte Ende der vier Betätigungsarme 28 auch
in der nach unten gerichteten Richtung bewegt, was wiederum bewirkt,
dass sich ihre entsprechenden linken Enden in einer nach oben gerichteten
Richtung bewegen. Dies bewirkt, dass sich die Mechanismen 20 zum
Lösen und
Verriegeln von ihren entriegelten Stellungen, welche in 4 und 6 dargestellt sind,
in ihre verriegelnden Stellungen, welche in 5 und 7 dargestellt
sind, bewegen. Auf diese Weise wird die Platte 12 fest
an der Struktur 14 über
der Öffnung 16 befestigt.
Ein rasches Entfernen der Platte 12 von der Struktur wird
bewerkstelligt, indem dieses Verfahren umgekehrt ausgeführt wird.
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Nachdem
ein kurzer Überblick
der vorliegenden Erfindung gegeben worden ist, wird die Plattenanordnung 10 nun
mit mehr Details beschrieben. Wieder mit Bezug auf 1 weist
die Öffnung 16 eine
im Allgemeinen rechtwinklige Konfiguration auf, so dass jede Kante 30 der
Struktur 14 um die Öffnung 16 herum
eine verriegelnde Kanalaufnahme 22 trägt. Jede Kanalaufnahme 22 erstreckt
sich der Länge
nach und ist fest an einer entsprechenden Kante 30 durch
sich einen in Längsrichtung
erstreckenden Träger 32 mit einer
Z-förmigen
Querschnittkonfiguration angebracht. In dieser Weise ist die Kanalaufnahme 22 von der
Oberfläche
der Struktur 14 beabstandet, so dass sie den Mechanismus 20 zum
Lösen und
Verriegeln aufnehmen kann, während
die Platte 12 mit der Ebene der Struktur 14 ausgerichtet
werden kann.
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Wenn
sich die Platte 12 in der montierten Stellung befindet,
ist direkt gegenüber
von jeder verriegelnden Kanalaufnahme 22 eine verriegelnde
Kanalaufnahme 34 der Platte angeordnet, welche fest an
jeder Kante 36 der Platte 12 angebracht ist. Die Kanalaufnahme 34 der
Platte 12 weist dieselbe Konfiguration wie die Kanalaufnahme 22 der
Struktur 14 auf.
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Wie
in 2 und 3 dargestellt ist, umfasst die
Anordnung 18 zum raschen Lösen und Befestigen die Stellschraube 26 mit
Gewinde, welche durch eine Öffnung
in der Platte 12 durch einen Befestigungsring 40 in
einer Weise angebracht ist, dass eine Drehung der Schraube 26 ermöglicht wird.
Auf der Stellschraube 26 wird das Antriebselement 42 gehalten,
welches ein rechtwinkliges, kastenähnliches Gehäuse 44 mit
einem zylindrischen Vorsprung 46, welcher sich von der
Mitte des Gehäuses 44 nach oben
(wenn es in 3 betrachtet wird) erstreckt, aufweist.
Das Gehäuse 44 und
der Vorsprung 46 weisen einen gemeinsamen Innen gewindeabschnitt 48 auf,
so dass sich das Antriebselement 42 in einer vertikalen
axialen Richtung entlang der Stellschraube 26 bewegt, wenn
die Schraube 26 durch das Werkzeug T gedreht wird. Eine
maximale nach oben gerichtete Bewegung der Schraube 26,
wenn es in 3 betrachtet wird, wird durch
eine Mutter 50 begrenzt, welche auf dem oberen Ende der
Schraube 26 befestigt ist und sich mit der Schraube 26 dreht.
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Um
jeden der vier Stellhebel 28 aufzunehmen, befindet sich
an jeder Seite des Gehäuses 44 eine
U-förmige
Vertiefung 54 (2) mit einem Drehstift 56 (3),
welcher sich über
die Vertiefung 54 und durch einen U-förmigen Schlitz 58 in
dem rechten Ende jedes Stellarms 28 erstreckt. In dieser
Weise befindet sich jeder der vier Stellarme 28 mit seinem
rechten Ende schwenkend in Eingriff mit dem Drehstift 56,
so dass sich das rechte Ende des Stellarms 28 sowohl um
seinen entsprechenden Drehstift 56 drehen kann als auch
in einer axialen linken oder rechten Richtung bewegen kann, wenn
es durch die vertikale Bewegung des Antriebselements 42 angetrieben
wird.
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Eine
Verriegelung der Platte 12 mit der Struktur 14 wird
durch die vier Mechanismen 20 zum Lösen und Verriegeln bewerkstelligt,
wobei jeder an einem entsprechenden Stellarm 28 mit dem
linken Ende davon angebracht ist, an dem gegenüberliegenden Ende des Arms 28,
wo das Antriebselement 42 verbunden ist. Wie in 3, 6 und 7 dargestellt
ist, enthält
jede Plattenkanalaufnahme 34 darin untere Abschnitte eines
Paares von einer linken und einer rechten Verriegelungszangenhälfte 60a, 60b,
welche sich entlang der Länge
der entsprechenden Kanalaufnahme 34 erstrecken. Darüber hinaus umfasst
die linke Verriegelungszangenhälfte 60a einen
nach links gerichteten Verriegelungsfuß 62a, welcher sich
in eine untere linke C-förmige
Aushöhlung 63a der
Plattenkanalaufnahme 34 erstreckt, und die rechte Verriegelungszangenhälfte 60b umfasst einen
nach rechts gerichteten Verriegelungsfuß 62b, welcher sich
in eine untere rechte, umgekehrt C-förmige
Aushöhlung 63b der
Plattenkanalaufnahme 34 erstreckt. Die linke Aus höhlung 63a wird
durch eine flache Oberfläche 64a einer
Kanalaufnahmebasis 65 und eine Oberfläche 66a einer oberen
linken Leiste 67a gebildet; und die rechte Aushöhlung 63b wird durch
eine flache Oberfläche 64b der
Kanalaufnahmebasis 65 und eine Oberfläche 66b einer oberen rechten
Leiste 67b gebildet.
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Des
Weiteren umfasst die linke Verriegelungszangenhälfte 60a eine nach
links gerichtete Nase 68a, welche derart ausgestaltet ist,
dass sie in eine obere linke C-förmige Aushöhlung 70a der Strukturkanalaufnahme 22 passt;
und die rechte Verriegelungszangenhälfte 60b umfasst eine
nach rechts gerichtete Nase 68b, welche derart ausgestaltet
ist, dass sie in eine obere rechte umgekehrt C-förmige Aushöhlung 70b der Strukturkanalaufnahme 22 passt.
Die linke Aushöhlung 70a wird
durch eine flache Oberfläche 72a einer
Strukturkanalbasis 73 und eine Oberfläche 74a einer unteren
Leiste 76a gebildet; und die rechte Aushöhlung 70b wird
durch eine Oberfläche 72b der
Strukturkanalbasis 73 und eine Oberfläche 74b einer unteren
Leiste 76b gebildet. Die Verriegelungszangenhälften 60a, 60b umfassen jeweils
entsprechende Rückabschnitte 80a, 80b, welche
entsprechende Vertiefungen 82a, 82b aufweisen,
die sich zusammen mit einem gleitenden Verriegelungsstift 84 dort
dazwischen in Eingriff befinden.
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Der
Verriegelungsmechanismus 20 wird durch eine nach oben gerichtete
Bewegung des Verriegelungsstiftes 84 veranlasst, sich von
der entriegelten Stellung, welche in 6 dargestellt
ist, zu der verriegelten Stellung, welche in 7 dargestellt
ist, zu bewegen, welcher bewirkt, dass sich die linke Verriegelungszangenhälfte 60a entgegengesetzt
zum Uhrzeigersinn dreht und sich die rechte Verriegelungszangenhälfte 60b im
Uhrzeigersinn dreht. Dies bewirkt, dass sich die Nase 68a der
linken Verriegelungszangenhälfte
nach links in die linke Aushöhlung 70a bewegt
und dass sich die Nase 68b der rechten Verriegelungszangenhälfte 60b nach
rechts in die rechte Aushöhlung 70b bewegt.
In dieser Weise kommen die oberen Oberflächen 88a, 88b der
Nasen 68a, 68b mit den Oberflächen 72a, 72b der
Kanalaufnahme 22 in Eingriff; und die unteren Oberflächen 90a, 90b der Nasen 68a, 68b kommen
mit den unteren Leistenoberflächen 74a, 74b der
Kanalaufnahme 22 in Eingriff.
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Die
vorher erwähnte
Bewegung der Verriegelungszange 60a, 60b bewirkt
auch, dass sich der Fuß 62a der
linken Verriegelungszangenhälfte 60a etwas
nach rechts bewegt, während
er noch in der linken Aushöhlung 64a verbleibt;
und dass sich der Fuß 62b der
rechten Verriegelungszangenhälfte 60b etwas
nach links bewegt, während
er noch in der rechten Aushöhlung 64b verbleibt.
In dieser Weise befinden sich Bodenoberflächen 100a, 100b der Füße 62a, 62b in
Eingriff mit den Oberflächen 64a, 64b der
Kanalaufnahme 34 und obere Oberflächen 102a, 102b der
Füße 62a, 62b befinden
sich mit den Leistenoberflächen 66a, 66b der
Kanalaufnahme 34 in Eingriff. Als Ergebnis werden irgendwelche
Belastungen in einer vertikalen Richtung (wenn man es in 3, 6 und 7 betrachtet),
wie es durch eine imaginäre
Linie, welche durch ein Bezugszeichen 103 identifiziert
wird, gekennzeichnet ist, von der Struktur 14 durch die
Verriegelungszange 60a, 60b und durch die Platte 12 übertragen.
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Darüber hinaus
befindet sich, wenn sich die Verriegelungszangenhälfte 60a in
der verriegelten Stellung befindet, eine linke vordere Oberfläche 106a,
welche sich vertikal zwischen der Verriegelungsnase 68a und
dem Verriegelungsfuß 62a erstreckt,
mit einer rechten vertikalen Endoberfläche 110a der Leiste 76a und
einer rechten vertikalen Endoberfläche 112a der Leiste 67a in
Eingriff; und eine rechte vordere Oberfläche 106b, welche sich vertikal
zwischen der Verriegelungsnase 68b und dem Verriegelungsfuß 62b erstreckt,
befindet sich mit einer linken vertikalen Endoberfläche 110b der oberen
Leiste 76b und einer rechten vertikalen Endoberfläche 112b der
unteren Leiste 67b in Eingriff. Als Ergebnis werden irgendwelche
Belastungen in einer horizontalen Richtung (wenn es in 6 und 7 betrachtet
wird), wie es durch eine imaginäre
Linie angezeigt wird, welche durch ein Bezugszeichen 113 identifiziert
ist, von der Struktur 14 durch die Verriegelungszange 60a, 60b und
durch die Platte 12 übertragen.
Wie es in 7 darge stellt ist, passt die
Verriegelungszange 60a, 60b nicht vollständig oder
genau in die entsprechenden Aushöhlungen 64a, 64b und 70a, 70b der
Kanalaufnahmen; es existiert jedoch ein ausreichender Eingriff zwischen
der Verriegelungszange und den Kanalaufnahmen, um die Belastungen
von der umgebenden Struktur durch die Platte 12 zu übertragen.
Dies erlaubt, die Platte 12 mit ähnlichen Platten derselben
Größe und desselben
Entwurfs bei anderen Teilen des Flugzeugs oder mit ähnlichen
Platten derselben Größe und desselben
Entwurfs bei einem anderen Flugzeug auszutauschen.
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Um
diese Beschreibung zu vervollständigen, wird
eine Bewegung des Verriegelungsstiftes 84 in der vertikalen
Richtung (wenn es in den 3 bis 5 betrachtet
wird) durch eine Bewegung eines linken Endes 120 des Stellarms 28 in
der vertikalen Richtung bewerkstelligt. Genauer weist das linke Ende 120 des
Stellarms 28 eine Gabel 121 auf, welche einen
Schlitz 122 ausbildet, durch welchen sich der Verriegelungsstift 84 erstreckt,
so dass sich die Gabel 121 mit dem Verriegelungsstift 84 in
Eingriff befindet. Innerhalb des linken Endes 120 gibt
es einen Drehstift 123, welcher sich durch eine Öffnung in dem
Stellarm 28 erstreckt und welcher mit einem gegenüberliegenden
Paar von aufrecht stehenden Flanschen 124 (1)
verbunden ist, welche an der inneren Oberfläche der Platte 12 befestigt
sind. Eine Bewegung des rechten Endes des Stellarms 28 in der
vertikalen Richtung bewirkt eine Drehung des Stellarms 28 um
den Stift 123 herum und eine vertikale Bewegung des linken
Endes des Stellarms 28 in eine Richtung, welche entgegengesetzt
zu der vertikalen Bewegung des rechten Endes des Stellarms 28 ist.
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Wie
in 2 dargestellt ist, erstreckt sich jede Verriegelungszange 60a, 60b entlang
der vollständigen
Länge der
entsprechenden Plattenkanalaufnahme 34 außer an der
Mittelkante jeder Plattenseite, wo die Kanalaufnahmen 34 halbiert
und durch die Flansche 124 getrennt sind.
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Zusammenfassend
bewirkt, wenn sich die Anordnung 18 zum raschen Lösen und
Befestigen in der entriegelten Stellung befindet, welche in 4 dargestellt
ist, eine Drehung des Bedienelements 26 T im Uhrzeigersinn
(wenn es in 1 betrachtet wird), dass sich
das Antriebselement 42 in einer nach unten gerichteten
Richtung zu der Platte 12 bewegt. Die entsprechende nach
unten gerichtete Bewegung des rechten Endes des Stellarms 28 bewirkt
eine nach oben gerichtete Bewegung des linken Endes des Stellarms 28 um
den Drehstift 123 herum und weg von der Platte 12.
Die entsprechende nach oben gerichtete Bewegung des Verriegelungsstiftes 84 bewirkt,
dass sich die Zange 60a, 60b in die verriegelte Stellung,
welche in 7 dargestellt ist, bewegt.