CH367333A - Gerät zum Anzeigen der Richtung einer Strömung - Google Patents

Description

  Gerät zum     Anzeigen    der     Richtung    einer     Strömung       Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Anzeigen  der Strömungsrichtung eines Mediums und ist ins  besondere für Flugzeuge bestimmt, um z. B. den An  stellwinkel oder das seitliche Schieben festzustellen.  



  Es sind Geräte zur     Anzeige    der Richtung eines  Luftstromes entwickelt worden, die eine Sonde ent  halten, welche sich unter dem     Einfluss    von Druck  kräften dreht, die auf im Abstand voneinander be  findliche     Flächenteile    ihrer Oberfläche einwirken, bis  sie sich in einer statisch im     Gleichgewicht        befindlichen     Stellung befindet. Die Winkelstellung der Sonde ge  genüber dem Körper des Gerätes oder dem     Flugzeug     stellt den gemessenen Winkel der Strömungsrichtung  dar.

   Die Erfindung hat insbesondere den Zweck, die  von einer Sonde verhältnismässig kleiner Abmessung  erzeugten Drucksignale     mit    besserem Wirkungsgrad  auszunutzen, ferner die Dauerhaftigkeit und Genauig  keit des Gerätes zu verbessern und kräftige, störungs  freie Ausgangssignale zu erhalten, die an einem von  dem Gerät     entfernten    Punkt ausgewertet werden kön  nen.  



  Gemäss der Erfindung weist das Gerät eine dreh  bare Sonde auf, die zwei Einlassöffnungen für das  strömende Medium aufweist, welche in     Drehrichtung     einen Abstand voneinander haben und über getrennte  Übertragungskanäle die in den Einlassöffnungen herr  schenden Drücke auf die Seiten eines- beweglichen  Flügels übertragen, der die Sonde in einer solchen  Lage zu halten sucht, dass sich die auf den Flügel wir  kenden Druckkräfte ausgleichen. Hierbei ist der Flü  gel unmittelbar auf der Sonde befestigt und in einer  Kammer des Gerätes schwenkbar gelagert.  



  Ein Ausführungsbeispiel des     Erfindungsgegenstan-          des    wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher  beschrieben:  Fig. 1 ist eine Ansicht des Gerätes von der Rück  seite, in der die Abdeckung     abgenommen    ist, um die    Einzelteile erkennen zu     können    und bei der ein Teil  der Druckkammer im Schnitt dargestellt ist;  Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1  in Pfeilrichtung gesehen, und  Fig. 3 ist ein Teilschnitt nach der Linie 3-3 der  Fig. 2.  



  In der Zeichnung ist ein Gerät 10 zur     Anzeige    der  Richtung eines Luftstromes dargestellt, das ein Ge  häuse 11 und eine Sonde 12 aufweist. Die Sonde 12  enthält einen äusseren Teil 13, der in den Luftstrom  hineinragt und mit zwei Einlassöffnungen oder -schlit  zen 14 versehen ist, von denen nur einer in der Zeich  nung dargestellt ist; die     Schlitze    sind am Umfang der  zylindrischen Sonde um etwa 90  gegeneinander ver  setzt. Die Einlassöffnungen 14 sind über Druckkanäle  mit     dem    inneren Ende 15 der Sondenanordnung ver  bunden.

   Diese     Druckkanäle,    von denen der eine in       Fig.    2 zu sehen ist, setzen sich aus einem Kanal 16,  der in Achsrichtung der Sonde über die Länge der       Einlassöffnung    14 läuft, einer zentral liegenden Durch  lassöffnung 17 und einem längeren     Übertragungskanal     18 zusammen, der in das Gehäuse 11     führt.     



  Die Sonde 12 ist mit     ihrem        zylindrischen    inneren  Abschnitt 15 drehbar in zwei Kugellagern 19 und 20  gelagert. Das nach aussen herausragende Ende der  Sonde weist eine     rohrförmige        Hülse    21 auf,     die    die  Öffnung 14 enthält und die Kanäle 16 und 18 nach  aussen abschliesst. Die Hülse 21 endet an der     Stelle,     wo die Sonde 15 in das Gehäuse 11 übergeht. An  dieser Stelle     befindet    sich eine     Dichtung    22, die an  das Kugellager 19 angrenzt.

   Zwischen den Kugel  lagern 19 und 20 enthält das Gehäuse 11 eine luft  dichte Kammer 23, deren     zylindrischer    oberer Teil 24       koaxial    zu der Sonde 12     liegt,    während sich     unter-          halb    dieses Teiles der     Hauptteil    der     Kammer    in       Sektorform    ausbreitet.

   In der     Kammer    23 befindet  sich ein     Flügel    25, der den     sektorförmigen    Abschnitt      der Kammer im Profil mit nur geringem Spiel     aus-          füllt.    Der Flügel ist an dem inneren Ende 15 der  Sonde mit Hilfe einer zylindrischen Nabe 26 be  festigt, die dicht, aber beweglich in den zylindrischen  Teil 24 der Kammer hineinpasst. Der Flügel 25 ist an  der Sonde 12, z. B. mit Hilfe von Madenschrauben  27, befestigt, so dass er sich mit dieser zusammen  dreht.

      Die Nabe 26     enthält    zu beiden     Seiten    des Flügels  25, wie sich am besten aus Fig. 3 ergibt, Durchlass  öffnungen 28 und 28', welche die Kanäle 18 bzw. 18'  mit der Kammer 23 zu beiden Seiten des Flügels 25  verbinden. Auf diese Weise kann die Luft von den  Öffnungen 14 in die Kammer 23 strömen, jedoch  nicht leicht von einer Seite des Flügels 25 auf die  andere Seite strömen.

   Die Drucksignale üben auf die  gegenüberliegenden Seiten des Flügels 25 verschie  dene Drücke aus, so dass der Flügel in der     sektorför-          migen    Kammer 23 so lange hin und her schwingt, bis  die beiden     Öffnungen    14 eine Gleichgewichtsstellung  gegenüber der Richtung des Luftstromes     einnehmen.     Die     Begrenzung    der Bewegung des Flügels 25 und  damit der Schwenkbewegung der Sonde 12 wird durch  einstellbare Anschläge zu beiden Seiten der     Kammer     gebildet. Nur einer dieser einstellbaren Anschläge 25a  ist in Fig. 1 dargestellt.

   Die Einstellung der Anschläge  wird von aussen dadurch vorgenommen, dass die Ver  schlüsse 25b     entfernt    und die Anschläge mittels des  Gewindes vor- oder zurückgeschraubt werden.  



  Bei der dargestellten Anordnung tritt das Gleich  gewicht ein, wenn die Sonde so gedieht wird, dass der  Luftstrom in Richtung des Pfeiles 29 (Fig. 2) auf den  freiliegenden Teil auftrifft. Die Öffnung 14, die in  Fig. 2 sichtbar ist, weicht dann von der Richtung des  Luftstromes nach der einen Seite um den gleichen       Winkel    ab wie die andere Öffnung nach der anderen  Seite. Eine Änderung der Winkellage zwischen dem  Luftstrom und der Sonde ergibt verschiedene Luft  drucke in den Öffnungen 14 und den Kanälen 18 bzw.  18', die auf den Flügel 25 einwirken, so dass er eine  Stellung einnimmt, die wieder dem Gleichgewicht ent  spricht.  



  Die relative Winkelstellung der schwenkbaren  Sonde 12 in dem Gehäuse 11 wird mit Hilfe von     zwei     Potentiometern 30 und 31 gemessen, die auf der  entgegengesetzten Seite der Wandung 32 des Ge  häuses wie die luftdichte Kammer 23 angeordnet sind.  Die Potentiometer 30 und 31 enthalten Drehkörper  33 und 34, die mit Hilfe eines biegsamen Drahtes 35  an einem     Kurvenstück    36 befestigt sind, das am inne  ren Ende der Sonde 12     aufgesetzt    ist und sich mit  dieser zusammen dreht.

   Der biegsame Draht 35 ist  mit seinem einen Ende an einem Stift 36a des Kurven  stückes 36 befestigt, läuft um den Drehkörper 33  des Potentiometers 30 herum, an dem er mittels eines  Stiftes 33a befestigt ist,     führt    dann waagrecht zu  einem einstellbaren Stift 36b an der unteren Seite des  Kurvenstückes 36, ist dann um den Drehkörper 34  des Potentiometers 31 herumgeführt, an dem er durch    einen Stift 34a befestigt ist, und endet an einem Stift  36c des Kurvenstückes 36.  



  Bei einer Drehung der Sonde 12 um     ihre    Achse  werden daher die Drehkörper der Potentiometer ver  stellt; ihre Lage kann durch an den Potentiometern  abgegriffene elektrische Signale wiedergegeben wer  den. Die Potentiometer enthalten je drei Klemmen,  die mit den beiden Enden des elektrischen Wider  standes und dem Schleifkontakt verbunden sind. Die  drei Anschlüsse der beiden Potentiometer 30 und 31  sind je über elektrische Leitungen 37 und 38 und ein  Kabel 39 an Spannungsquellen sowie an Anzeige  geräte angeschlossen, die sich an irgendeiner fernen  Stelle befinden können. Die Potentiometer sollen vor  zugsweise frei von Schwinggeräuschen sein.  



  Die Anordnung der Potentiometer auf der Rück  wand 32 der Kammer 23 ist so getroffen, dass sie  zum Zwecke der Reparatur leicht ausgewechselt oder  abgenommen werden können. Es können auch anders  artige elektrische Geräte, z. B. Ringfeldgeber, an  ihrer Stelle verwendet werden, ohne dass die Kon  struktion des Gerätes wesentlich     verändert    zu werden  braucht. Die Bewegung des Flügels 25 und der Sonde  12 wird unabhängig von diesen elektrischen Einheiten  begrenzt, gleichgültig welcher Art diese elektrischen  Geräte sind. Alle Beanspruchungen, denen das Gerät  u. U. ausgesetzt ist, werden daher von     verhältnismässig     kräftigen Teilen aufgenommen.

   Die Wahrscheinlich  keit, dass die empfindliche Einstellung zwischen der  Sonde und den elektrischen Einheiten gestört wird, ist  daher verhältnismässig gering.  



  Um eine Vereisung der freiliegenden Teile der  Sondenanordnung 12 zu vermeiden, ist ein elektri  scher     Heizwiderstand    entlang der Staulinie vorge  sehen, die an der zylindrischen Oberfläche des frei  liegenden Teiles der Sonde in der Mitte zwischen den       Einlassschlitzen    14 liegt.

   Das nicht dargestellte     Heiz-          element    befindet sich in einem Hohlraum 40, der un  mittelbar unter der Hülse 21 liegt, und ist an seinem  äusseren Ende mit einem     thermostatisch    gesteuerten  Schalter 41 über     eine    Leitung 42 verbunden; es steht  an seinem inneren Ende über eine Leitung 43     (Fig.    3)  mit einem Kontakt 44 in Verbindung, der genau  in der Drehachse der Sondenanordnung liegt. Der  Kontakt 44, die Leitung 43, der Heizwiderstand und  die     Leitung    42 sind gegenüber den benachbarten Tei  len des Gerätes elektrisch isoliert.

   Der     thermostatische     Regler 41 erdet den Stromkreis, wenn ein Strom  durch das     Heizelement    fliessen soll. Die elektrische  Energie für den Heizkreis wird der Sonde 12 über  einen Federkontakt 45     zugeführt,    der mit dem festen  Kontakt 44 in Eingriff steht, wobei der Federkontakt  45 eine Blattfeder aufweist, die mit ihrem einen Ende  an einer Klemme 46 befestigt ist, an die die elek  trische Leitung 47 des Kabels 49 angeschlossen ist.  Die Rückseite des Gerätes einschliesslich der     Poten-          tiometer    30 und 31 und der     Heizanordnung    ist durch  eine wetterfeste Abdeckung 48 verschlossen.

   Um die       Anbringung    des vollständigen Gerätes zu     erleichtern,         ist das Gehäuse 11 auf seiner Vorderseite mit einem  Montagering 49 versehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Gerät zum Anzeigen der Richtung einer Strömung mit einer drehbaren Sonde, die zwei Einlassöffnungen für das strömende Medium aufweist, welche in Dreh richtung einen Abstand voneinander haben und über getrennte Übertragungskanäle die in den Einlassöff- nungen herrschenden Drücke auf die Seiten eines beweglichen Flügels übertragen, der die Sonde in einer solchen Lage zu halten sucht, dass sich die auf den Flügel wirkenden Druckkräfte ausgleichen, da durch gekennzeichnet,

   dass der Flügel unmittelbar auf der Sonde befestigt und in einer Kammer des Gerätes schwenkbar gelagert ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die Kammer einen annähernd zylindri schen Teil, in welchem die Sonde koaxial angeordnet ist, und einen zweiten Teil aufweist, der grösser als der erste Teil ist und die Form eines Sektors eines grösseren Zylinders hat, welcher zweite Teil koaxial zum ersten Teil ist und mittels öffnungen (28, 28') unmittelbar mit Kanälen (18, 18') in dem in den ersten Teil hineinragenden Sondenabschnitt in Ver bindung steht,

   wobei der unmittelbar auf der Sonde befestigte Flügel in den zweiten Teil hineinreicht und diese Teile so angeordnet sind, dass die durch die Sondenöffnungen (14) und die genannten Kanäle (18, 18') in den zweiten Teil übertragenen Drücke auf entgegengesetzten Seiten des Flügels in Räumen wir ken, die im wesentlichen voneinander getrennt sind. 2.

   Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass Elemente einer Einrichtung zur elek trischen Betätigung des Anzeigeorgans auswechselbar am Gerät befestigt sind, und dass die Sonde über An triebsmittel mit den elektrischen Einrichtungen in Verbindung steht. 3. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekenn- zeichnet, dass in der Kammer einstellbare Anschläge vorgesehen sind, die in den beiden Grenzlagen der Schwenkbewegung mit dem Flügel in Berührung kom men. 4.

   Gerät nach Unteranspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Anschläge Gewindestifte aufweisen, die in Öffnungen der Wandungen der Kammer ein geschraubt sind und in diese hineinragen, wobei sie in den Endstellungen des Flügels mit diesem in Be- rührung kommen, so dass die Begrenzung der Bewe gung des Flügels und der Sonde von aussen her vor genommen werden kann. 5.

   Gerät nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen elektrischen Heizwiderstand (40) in der Sonde, der mit einem elektrischen, in der Drehachse liegenden Kontakt (41) am inneren Ende der Sonde verbunden ist.