Die Erfindung betrifft ein Scharnier mit einem spannbaren Federelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Herkömmliche Gepäckablagefächer von Flugzeugen sind meist mit Scharnieren ausgestattet, deren Federspannung die selbsttätig federkraftbeeinflusste Öffnung der Verschlussklappe bestimmt, so dass sich die Klappe selbststätig aus einer geschlossenen Position in eine völlig geöffnete Position bewegt.

Gepäckablagefächer sind dabei mit Gasfedern ausgestattet, die das Öffnen der Klappen erleichtem und das Halten der Klappen in offener Stellung ermöglichen. Gasfedern sind jedoch anfällig auf tiefe Temperaturen. So kann es bei einem stark abgekühlten Flugzeug zu Schwierigkeiten beim Öffnen der Ablagefächer führen. Darüber hinaus sind die Federn des Scharniers im Gepäckablagefach angeordnet, wobei sie leicht beschädigt werden können und sie den nutzbaren Stauraum vermindern.

Die EP 0 894 933 B1 beschreibt ein Scharnier, das ein schwenkbares und ein feststehendes

Scharnierteil mit einer gemeinsamen Hohlzylinder-ähnlichen Schamierachse umfasst, die fest mit dem schwenkbaren Schamierteil verbunden ist und drehbar in einem Achslager gelagert ist. Der

Achslagerkörper ist starr mit dem feststehenden Schamierteil verbunden. In der Schamierachse ist eine Torsions-Spiralfeder angeordnet, die an beiden Enden fest verankert ist. Die Spannung der Feder ist mittels Verstellen eines der beiden fest verankerten Enden einstellbar. Die belastete Feder erleichtert das Öffnen der Klappe und eine Dämpfungsvorrichtung gewährleistet den verzögerten

Öffnungsbewegungsablauf der Klappe.

Darüber hinaus offenbart die EP 2 405 090 B1 eine Anordnung mit der die Spannung einer Torsions- Spiralfeder eines solchen Scharniers einfach und ohne erneute Montage der Feder im Scharnier einstellbar ist. Ein bekanntes Problem der Gepäckablagefächer von Flugzeugen ist, dass die einseitig oder beidseitig angeordneten Scharniere einen nicht unerheblichen Teil des vorhandenen Volumens des

Gepäckablagefachs einnehmen, wodurch der beladbare Stauraum sich reduziert. Die Scharniere, insbesondere die Federn, können durch Ladegut beschädigt werden, wenn nicht Abdeckungen montiert werden, die wiederum Platz benötigen und die Montage und Wartung erschweren. Die Anordnung und die Dimensionen gattungsbildender Scharniere verhindern die Integration der Scharniere in die schmalen, vertikalen Seitenwände zwischen den Gepäckablageboxen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Scharnier gemäß der im Oberbegriff des

Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass das Scharnier eine sehr kompakte und bauraumsparende Einheit bildet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.

Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der feststehende Scharnierteil mit zwei Lagern ausgebildet ist, deren jeweilige Achsen beabstandet sind, wobei der am ersten Lager gelagerte schwenkbare

Scharnierteil mittels eines am zweiten Lager angeordneten spannbaren Federelements antreibbar ist. Die beiden Lager sind unabhängig voneinander ausgebildet und, insbesondere in der gleichen Ebene, versetzt zueinander positioniert. Die Schwenkachsen der Lager sind somit nicht konzentrisch. Es ist denkbar, dass unterschiedliche Ausführungsformen des Federelements anwendbar sind. So kann das Federelement beispielsweise als eine Torsions-Spiralfeder ausgebildet sein, deren Windungen als zylindrische Spirale gewickelt ist und deren Federenden schenkeiförmig abgebogen sind, um die einfache Befestigung und somit die Spannung der Feder zu ermöglichen. Das Federelement kann auch eine aus Band- oder Flachmaterial gefertigte Flach-Spiralfeder sein, insbesondere kann sie als eine Flach-Spiralfeder mit archimedischen Windungen ausgebildet sein. Ausgehend vom radial inneren Ende der Feder verlaufen die Windungen spiralförmig in einer Ebene, wobei das radial innere Ende sowie das radial äußere Ende der Flach-Spiralfeder abgebogen sind und einspannbar sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der schwenkbare Scharnierteil zu einer Lagerbuchse ausgebildet. Es ist denkbar, dass der schwenkbare Scharnierteil als ein Scharnierblatt mit einem Scharnierarm ausgebildet ist, wobei das vom Scharnierblatt entfernt gelegene Ende zu einer Lagerbuchse ausgebildet ist, die am ersten Lager des feststehenden Scharnierteils angeordnet ist. Am ersten Lager des feststehenden Scharnierteils ist ein Gleitzapfen ausgebildet, so dass der schwenkbare Scharnierteil und der feststehende Scharnierteil formschlüssig mittels eines Gleitlagers verbindbar sind. Die Achse des ersten Lagers definiert die Öffnungsbewegung der Klappe. Es ist denkbar, dass ein Dämpfer an der Scharnierachse angeordnet ist. Der Dämpfer ermöglicht in vorteilhafter Weise die kontrollierte, sicherheitsbedingt sanfte und nicht zu schnell erfolgende hochschwenkende Bewegung des schwenkbaren Scharnierteils. Bevorzugt ist der Dämpfer formschlüssig in der Lagerbuchse des schwenkbaren Scharnierteiis gelagert. Das hat den Vorteil, dass er bauraumsparend gelagert ist, wodurch ein schmales Scharnier gewährleistet ist.

Bevorzugt ist ein Bereich der Lagerbuchse des schwenkbaren Scharnierteiis mit Verzahnungen ausgebildet, die es ermöglichen, dass eine Kraft auf den schwenkbaren Scharnierteil übertragbar ist.

Vorzugsweise ist am zweiten Lager des feststehenden Scharnierteiis sowohl das spannbare

Federelement als auch ein Bauteil, das Verzahnungen aufweist, angeordnet. Das spannbare

Federelement ist mit dem verzahnten Bauteil verbindbar, wobei sich das Drehmoment des

verankerbaren, spannbaren Federelements auf das verzahnte Bauteil überträgt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind das an jeweils unterschiedlichen Lagern angeordnete spannbare Federelement und der schwenkbare Scharnierteil mittels einer mechanischen Kraftübertragung miteinander verbunden, die es ermöglicht das Drehmoment des Federelements auf das schwenkbare Scharnierteil zu übertragen. Vorzugsweise erfolgt die Drehmomentübertragung mittels eines Zahnradantriebs. Es ist jedoch auch denkbar, dass sie mittels eines Hebels oder eines Zahnriementriebs erfolgt. Die Verzahnungen der Lagerbuchse und die Verzahnungen des am zweiten Lager angeordneten Bauteils sind derart angeordnet, dass sie formschlüssig und schlupffrei ineinander greifen. Somit wird die indirekte Drehmomentübertragung vom Federelement auf das schwenkbare Scharnierteil gewährleistet.

Vorzugsweise steht das spannbare Federelement in Wirkverbindung mit einer Drehmomentverstellung. Die Drehmomentverstellung ist derart ausgebildet, dass sie formschlüssig am zweiten Lager gelagert ist, wobei ein Ende des Federelements mit der Drehmomentverstellung verbindbar ist. Eine Einsteilschraube ist an einem verzahnten Bereich der Drehmomentverstellung angeordnet. Die Einstellschraube greift mit ihrer Welle mehrfach gleichzeitig in die verzahnte Drehmomentverstellung, wobei eine Drehbewegung der Einstellschraube eine Relativbewegung der Drehmomentverstellung bewirkt. Das Federelement lässt sich durch Drehen der Drehmomentverstellung und mit Hilfe der Position der ineinander greifenden Verzahnungen der Lagerbuchse und des am zweiten Lager angeordneten Bauteils vorspannen. Die Einstellschraube gewährleistet die Sicherung der

vorgespannten Einstellung.

Vorzugsweise ist am feststehenden Scharnierteil ein Anschlag für den schwenkbaren Scharnierteil ausgebildet. Es ist denkbar, dass der Anschlag eine Schraube umfasst, und dass der Aufschlag des schwenkbaren Schamierteils mittels einer an der Schraube angeordneten Feder gedämpft ist. Die Schraube ermöglicht die Feineinstellung der geöffneten Position des Scharniers.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das feste Scharnierteil als Gehäuse ausgebildet ist in dem das Scharnier angeordnet ist. Hierdurch ist die Mechanik des Scharniers in vorteilhafter Weise vor Beschädigungen und Verschmutzungen geschützt. Es ist denkbar, dass das Gehäuse aus Kunststoff angefertigt ist, wobei es ein geringes Gewicht aufweist und dennoch sehr belastbar ist. Kunststoffteile sind mit großer Funktionalität herstellbar. So kann das Gehäuse beispielsweise mit einem Deckel ausgebildet sein, der formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist.

Vorzugsweise sind alle einzelnen Teile der gesamten Mechanik des Scharniers im Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse hält die einzelnen Teile zusammen. Es kann beispielsweise Ausprägungen wie Aussparungen, Wandungen und / oder Halterungen aufweisen, die die Teile des Scharniers zusammenhalten, führen und / oder sichern. Es ist denkbar, dass das Gehäuse Öffnungen aufweist durch welche die Einstellschraube und die Anschlagschraube verstellbar sind.

Gemäß der Erfindung sind das erste Lager und das zweite Lager im Hinblick auf die Schwenkachsen versetzt zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Schwenkachsen der beiden Lager dabei parallel ausgerichtet.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten

Ausführungsbeispielen. ln der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet: Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Scharniers in geschlossener und geöffneter

Position;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Mechanik des Scharniers; Fig. 3 eine Explosionsansicht der einzelnen Teile des Scharniers;

Fig. 4 eine Detailansicht des spannbaren Federelements und der Kraftübertragung auf den

schwenkbaren Scharnierteil; Fig. 5 eine Ansicht des offenen Gehäuses;

Fig. 6 eine Draufsicht der Mechanik des Scharniers mit einer Flach-Spiralfeder; und

Fig. 7 eine Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Scharniers mit einer Flach-Spiralfeder.

Das Scharnier 10 umfasst einen schwenkbaren Scharnierteil 12 und einen feststehenden Scharnierteil 14, der mit zwei Lagern 16, 18 ausgebildet ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, bewegt sich das Scharnier 10 selbsttätig mittels Federspannung von einer geschlossenen Position 20 in eine geöffnete Position 22.

Gemäß der in Fig. 2 bis Fig. 5 dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung ist das Scharnier 10 derart ausgebildet, dass es ein erstes Lager 16 und ein zweites Lager 18 am feststehenden

Scharnierteil 14 aufweist. Das schwenkbare Scharnierteil 12 ist über das erste Lager 16 um eine Schwenkachse Si schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse Si definiert die Öffnungsbewegung B der Klappe 24. Vorliegend ist das schwenkbare Teil 12 als ein Schamierarm 26 mit einem Scharnierblatt 28, das mit der Klappe 24 verbindbar ist, ausgebildet. Vorzugsweise weist der Schamierarm 26 auf dem vom Scharnierblatt 28 abgewendeten Ende eine Lagerbuchse 30 auf, die formschlüssig mit einem am ersten Lager 16 ausgebildeten Lagerzapfen 32 verbindbar ist. Somit sind der schwenkbare Scharnierteil 12 und der feststehende Schamierteil 14 mittels eines Gleitlagers verbunden. Der feststehende Schamierteil 14 ist am zweiten Lager 18 zu einem Hohlzylinder 36 ausgebildet in dem ein Achsrohr 38 angeordnet ist. Das zweite Lager 18 dreht sich um die Schwenkachse S , welche beabstandet und versetzt zu der Schwnekachse Si des ersten Lagers 16 angeordent ist.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist das spannbare Federelement 34 vorliegend als Torsions-Spiralfeder 40 ausgebildet. Die Windungen der Torsions-Spiralfeder 40 sind als zylindrische Spirale angeordnet und die Federenden sind schenkeiförmig abgebogen. Somit sind die einfache Befestigung und die

Spannung der Torsions-Spiralfeder 40 ermöglicht. Die Torsions-Spiralfeder 40 ist innerhalb des Achsrohrs 38 angeordnet. An dem vom feststehenden Schamierteil 14 entfernt liegenden Ende ist eine Drehmomentverstellung 42 mit der Torsions-Spiralfeder 40 und dem Achsrohr 38 formschlüssig verbindbar. Ein Stift durchsetzt das Federende und sichert die Verbindung der Torsions-Spiralfeder 40 mit dem Achsrohr 38 und der Drehmomentverstellung 42. Die Drehmomentverstellung 42 ist mit einem Deckel 44 verschließbar. Am zweiten Lager 18 ist ein als Zahnrad ausgebildetes Bauteil 46 angeordnet. Es ist formschlüssig mit dem Achsrohr 38 verbindbar. Die im Achsrohr 38 angeordnete spannbare

Torsions-Spiralfeder 40 ist mit einem Federende im Bauteil 46 mittels eines Stiftes verankert. Somit sind die jeweiligen Federenden der Torsions-Spiralfeder 40 in unterschiedlichen Bauteilen verankert. Das benötigte Drehmoment der Torsions-Spiralfeder 40 ist vorliegend mittels eines sogenannten

Schneckengetriebes 48 einstellbar. Das Schneckengetriebe 48 umfasst die als ein Schneckenrad ausgebildete Drehmomentverstellung 42 und eine Einstellschraube 50. Die Achse der Einstellschraube 50 und die Achse der Drehmomentverstellung 42 sind um 90° versetzt, wobei die Welle der

Einstellschraube 50 in die verzahnte Drehmomentverstellung 42 greift. Bei einer Drehbewegung der Einstellschraube 50 dreht sich funktionsbedingt die Drehmomentverstellung 42, wobei sich die Torsions- Spiralfeder 40 auch dreht und somit spannen lässt.

Das Drehmoment der Torsions-Spiralfeder 40 überträgt sich indirekt auf den schwenkbaren

Scharnierteil 12 mittels einer Kraftübertragung, die vorliegend als Zahnradantrieb ausgebildet ist. Das am zweiten Lager 18 angeordnete verzahnte Bauteil 46 greift formschlüssig und schlupffrei in die Verzahnungen 47 der Lagerbuchse 30 und ermöglicht somit die selbsttätige federkraftbeeinflusste Öffnung des Scharniers 10. Die Torsions-Spiralfeder 40 ist auf das benötigte Drehmoment vorspannbar. Die Vorspannung wird mit Hilfe der Position der Verzahnungen 47 der Lagerbuchse 30 auf dem Zahnrad des am zweiten Lager 18 angeordneten Bauteils 46 und durch Drehen der

Drehmomentverstellung 42 mittels der Einstellschraube 50 ermöglicht. Ein Dämpfer 52 ist formschlüssig am schwenkbaren Schamierteil 12 gelagert und ermöglicht die kontrollierte Öffnungsbewegung B des schwenkbaren Schamierteils 12, so dass das Hochschwenken der Klappe 24 sanft und nicht zu schnell erfolgt.

Wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ist am feststehenden Scharnierteil 14 ein Anschlag 54 für den schwenkbaren Schamierteil 12 vorgesehen. Der Anschlag 54 umfasst eine Anschlagschraube 56 an der eine dämpfende Feder 58 angeordnet ist. Die Anschlagschraube 56 ermöglicht die Feineinstellung der geöffneten Position 22 des Scharniers 10. Bevorzugt ist oberhalb der Feder 58 eine Mutter 60 formschlüssig angeordnet, die das Verdrehen der Anschlagschraube 56 verhindert. Gemäß der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform ist das feststehende Schamierteil 14 als Gehäuse 62 mit einem Deckel 64 ausgebildet. Das Gehäuse 62 schützt die Mechanik des Scharniers 10 vor Beschädigungen, hält die einzelnen Teile der gesamten Mechanik des Scharniers 10 zusammen und sichert mittels Ausprägungen 66 die einzelnen Bauteile. Es ist denkbar, dass das Gehäuse 62 aus Kunststoff ausgebildet ist, und dass der Deckel 64 form-, kraft- oder stoffschlüssig mit dem Gehäuse 62 verbunden ist. Die Einstellschraube 50 und die Anschlagschraube 56 sind mittels Öffnungen im

Gehäuse 62 erreichbar. Die kompakte Bauform des Scharniers 10 gewährleistet, dass es in die Seitenwand zwischen zwei Gepäckboxen platzierbar ist, wobei der Hohlzylinder 36 sich horizontal im Bereich der Deckenplatte der Gepäckbox befindet. Er kann entweder innerhalb oder oberhalb der Deckenplatte integriert sein.

Die in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellte zweite Ausführungsform der Erfindung entspricht im Wesentlichen der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 2 und Fig. 3. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform ist das Federelement 34 als eine Flach-Spiralfeder 68 ausgebildet. Sie ist gemeinsam mit einem als Treibrad 70 ausgebildeten Bauteil 46 am zweiten Lager 18 angeordnet. Das Treibrad 70 ist in einem Bereich als Zahnrad ausgebildet und ist lose am zweiten Lager 18 gelagert, wobei das radial äußere Ende der Flach-Spiralfeder 68 im Treibrad 70 gesichert ist. Eine Drehmomentverstellung 42 ist an der Flach- Spiralfeder 68 angeordnet und das radial innere Ende der Flach-Spiralfeder 68 ist mit der

Drehmomentverstellung 42 verbunden, beispielsweise in einer Nut. Der am ersten Lager 16 angeordnete schwenkbare Scharnierteil 12 ist als eine Lagerbuchse 30 mit Verzahnungen 47 ausgebildet. Die Verzahnungen 47 greifen formschlüssig in den als Zahnrad ausgebildeten Bereich des Treibrads 70. Mit Hilfe der Position der Verzahnungen 47 der Lagerbuchse 30 auf dem Zahnrad des Treibrads 70 und durch Drehen der Drehmomentverstellung 42 mittels einer Einstellschraube 50, deren Welle in den verzahnten Bereich der Drehmomentverstellung 42 eingreift, ist die Flach-Spiralfeder 68 auf das benötigte Drehmoment vorspannbar. Vorliegend wirkt die Flach-Spiralfeder 68 im Uhrzeigersinn auf das Treibrad 70, das den Schamierarm 26 gegen den Uhrzeigersinn in die geöffnete Position 22 bringt.

Bezugszeichenliste

10 Scharnier

12 schwenkbarer Scharnierteil

14 feststehender Scharnierteil

16 erstes Lager

18 zweites Lager

20 geschlossene Position

22 geöffnete Position

24 Klappe

26 Scharnierarm

28 Scharnierblatt

30 Lagerbuchse

32 Lagerzapfen

34 spannbares Federelement

36 Hohlzylinder

38 Achsrohr

40 Torsions-Spiralfeder

42 Drehmomentverstellung

44 Deckel

46 Bauteil mit Zahnrad

47 Verzahnungen

48 Schneckengetriebe

50 Einstellschraube

52 Dämpfer

54 Anschlag 56 Anschlagschraube

58 Feder

60 Mutter

62 Gehäuse

64 Deckel des Gehäuses

66 Ausprägungen

68 Flach-Spiralfeder

70 Treibrad

S Schwenkachse

B Öffnungsbewegung