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Steuervorrichtung für die Umgehungsleitung eines Filters in O1-,
Brennstoffleitungen od. dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätig arbeitende Steuervorrichtung
für die Umgehungsleitung eines in eine Leitung für Brennstoff, Öl od. dgl. eingebauten
Filters, insbesondere für Brenn stofflei tungen von Flugzeugmotoren.
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Es ist üblich, in den Schmieröl- und Brennstoffleitungen von Flugzeugtriebwerken
Filter in Gestalt eines feinmaschigen Siebes anzuordnen, auf dem sich die vom Öl
oder Brennstoff mitgeführten Verunreinigungen sammeln. Nach längerem Betrieb setzen
sich diese Filter jedoch zu, und wenn sie nicht herausgenommen, gereinigt oder umgangen
werden, wird die Strömung des zu reinigenden lXlediums unterbrochen.
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Ähnliches kann geschehen, wenn die Temperaturen so stark sinken, daß
sich auf dem Filter Eis bildet oder das Öl für den Durchgang durch den Filter zu
zäh wird.
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Man hat deshalb in solchen Leitungsysstemen eine Umgehungsleitung
vorgesehen, die durch ein Steuervorrichtullg selbsttätig eingeschaltet wird. wenn
der Filter keine ausreichende Durchlässigkeit mehr hat.
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Dadurch wird gewährleistet, daß der Zustrom des Öls bzw. Brennstoffs
zum Triebwerk nicht unterbrochen wird, wobei man für diese Zeit auf die Filterung
verzichtet.
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Bekannte Steuervorrichtungen dieser Art weisen in einem Gehäuse einen
Steuerkolben auf, der von dem Druck in der zum Filter führenden Leitung beaufschlagt
ist und bei zunehmendem Druck in dieser Leitung aus einer Normal stellung in eine
andere Stellung bewegt wird, in der er die UmgehJungsleitung des Filters öffnet.
Bei diesen blekannteln Steuervorrichtungen besteht aber die Gefahr, daß die auf
dem Filter abgesetzten Verunreinigungen in die Umgehungs -leitung gelangen. Dies
tritt besonders leicht bei Flugzeugen ein, weil sich durch Flugmanöver die Richtung
der Schwerkraft relativ zum Flugzeug ändert, so daß sich die Fremdkörper von dem
Filter lösen können und dann in die Umgehungsleitung gelangen.
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Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil, und zwar wird dies erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß der Steuerkolblen die Zuführungsl eitung des Filters abschließt,
wenn er die Umgehungsleitung öffnet.
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Da der den Steuervorgang bewirkende erhöhte Staudruck vor dem Filter
im Gegensatz zu den bekannten Steue,rvorrichtungen durch das Abschließen der Zuführungsl
eitung wieder verschwindet, bedarf es besonderer Ausgestaltungen der Steuervorrichtung,
die gewährleisten, daß die Umgehungsleitung auch dann geöffnet bleibt, wenn der
Staudruck als Folge des Steuervorgangs nachläßt. Hierauf beziehen sich weitere erfind!erilsche
Aus gestaltungen der Steuervorrichtung. Eine solche Ausgestaltung ist außerdem so
gewählt, daß der Steuervorgang wieder rückgängig
gemacht wird, wenn der den erhöhten
Staudruck vor dem Filter bewirkende Zustand fortfällt. Das kann z. B. dann der Fall
sein, wenn der Filterkörper durch Vereisung zugesetzt war und durch Auftauen wieder
frei wird.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsfofmen gemäß der Erfindung
im Schnitt schematisch dargestellt.
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Bei der Bauart gemäß Filg. 1 ist mit 10 der Filter üblicher Bauart
und mit 11 die Steuervorrichtung für die Umgehungsleitung bezeichnet. Der Filter
besteht aus einem hohlzylindrischen Gehäuse 12 mit einem Deckel 13, der unter Zwischenlage
eines Dichtringes 14 auf das Gehäuse aufgeschraubt ist. In der durch das Gehäuse
gebildeten Rammer 15 befindet sich der Filtereinsatz 16 der aus einem feinmaschigenF
Draht zylinder besteht, der an dem einen Ende durch einen Deckel 17 abgeschlossen
und mit dem anderen Ende an dem Deckel 13 befestigt ist. In der zylfndnschen Wand
des Gehäuses 12 befindet sich ein Einlallstutzen 18, während in dem Deckel 13 der
Auslaßstutzen 19 vorgesehen ist, der mit dem Inneren des Filtereinsatzes in Verbindung
steht. Der Filstereinsatz wird adfso von außen nach innien durchströmt.
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Die Steuervorrichtung für die Umgelaungsleitung besteht ebenfalls
aus einem zylindrischen Gehäuse 20, das an dem einen Ende durch einen mit einem
Ansatz
36 eingeschraubten Deckel 21 abgeschlossen ist, der mittels
eines Ringes 40 abgedichtet ist. Der Innen raum des Gehäuses ist zweimal abgestuft
und bildet daher dre!i Arbeitszylinder 22, 23 und 24. Der Einlaßstutzen 25 für das
zu filternde Medium mündet in den mittleren Zylinder 23, während der Auslaßstutzen
26, an den sich die zu dem Einlaßstutzen 18 des Filters 10 führende Leitung 41 anschließt,
von dem dritten und kleinsten Arbeitszylinder 24 ausgeht. Von dem ersten und größten
Zylinder 22 geht schließlich der Stutzen 27 ab, an den sich die Umgehungsleitung
43 anschließt, die durch ein T-Stück mit der von dem Auslaßstutzen 19 des Filters
abgebenden Leitung 42 verbunden ist.
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Das in den Arbeitszylindern axial verschiebbar vorgesehene Steuerglied
ist im allgemeinen mit 28 bezeichnet. Es weist einen kleinen in den Zylindern 24
passenden Steuerkolben 29 und einen großen Steuerkolben 30 auf, der abgestuft ist
und mit seinem kleineren Teil 33 in den mittleren Zylinder 23 und mit seinem größeren
Teil 32 in den ersten Zylinder 22 paßt. Beide Kolbenteile sind mit Dichtringen 39
versehen. Die beiden Kolben 29 und 30 sind durch eine Kolbenstange 34 miteinander
verbunden. Der kleine Kolben 29 weist Längsbohrungen 31 zum Ausgleich des Drucks
auf seinen beiden Seiten auf.
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Die Anordnung ist so getroffen, daß in der in der Zeichnung dargestellten
Normalstellung sich der große Kolbenteil 32 unter der Wirkung einer Feder 38 mit
seiner zum kleinen Kolbenteil 33 führenden Stufe gegen die Stufe35 zwischen dem
ersten Zylinder 22 und dem zweiten Zylinder 23 anlegt. Hierbei ist der zur Umgehungsleitung
43 führende Auslaßstutzen 28 durch den Kolbenteil 32 abgeschlossen, während der
Steuerkolben 29 den zum Filter führenden Auslaßstutzen 26 nicht abdeckt.
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Der in das Gehäuse 20 der Steuervorrichtung eingeschraubte Deckel
21 bildet mit dem in das Gehäuse hineinragenden Ansatz 36 einen Anschlag für den
Steuerkolben 28. Eine in dem Deckel 21 vorgesehene Öffnung 37 ermöglicht den Austritt
von Lecköl.
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Unter normalen Verhältnissen gelangt das zu filternde Medium durch
den Stutzen 25, den Raum zwischen den beiden Kolben 29 und 30, den Auslaßstutzen
26, die Leitung 41 und den Stutzen 18 in den Filter 10. Hier tritt es von außen
nach innen durch den Filtereinsatz 16 und gelangt dann durch den Stutzen 19 und
die Leitung 42 zur Verbrauchsstelle.
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Fremdstoffe bleiben an der Außenseite des Filtereinsatzes zurück.
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Hat sich der Filter verstopft, so daß das Medium nicht mehr durch
den Filter gelangen kann so ergibt sich in der Leitung 41 und in dem Raum zwischen
den beiden Kolben 29 und 30 ein Staudruck, der bewirkt, daß das Steuerglied 28 entgegen
der Kraft der Feder 38 nach rechts verschoben wird. Der Druck wirkt hierbei zunächst
auf die Ringfläche 33 a des Kolbenteils 33. Tritt dieser Kolbenteil aber aus dem
mittleren Zylinder 23 aus, so wirkt der Druck zusätzlich auf die Stufenfläche 32
des größeren Kolbenteils 32, so daß sich das Steuerglied dann sehr schnell bis zur
Anlage gegen den Ansatz 36 des Deckels 21 bewegt. Dabei gibt der größere Kolbenteil
32 den zur Umgehungsleitung 43 führenden Auslaßstutzen 27 frei, während der kleine
Kolben 29 gleichzeitig den zum Filter führenden Stutzen 26 abschließt. Das durch
den Stutzen 25 zugeführte Medium strömt daher nunmehr durch die Umgehungsleitung
43 der Verbrauchsstelle unmittelbar zu. Der durch die Verstopfung des :Filters entstandene
Staudruck verschwindet infolge-
dessen wieder. Trotzdem kann die Feder 38 das Steuerglied
nicht wieder zurückbewegen, weil der normale Zuffihrungsdruck des Mediums nunmehr
auf die durch die beiden Ringflächen 33a und 32a ge bildete größere Kolbenfläche
wirkt. Das Steuerglied bleibt daher in der neuen Stellung.
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Die in Fig. 2 dargestellte Aus führungs form der Steuervornchtung
ist dagegen so auslgebildet, daß sie selbsttätig wieder in die ursprüngliche Stellung
zurückkehrt, wenn die Verstopfung des Filters beseitigt ist. Der Filter 10' stimmt
mit dem des ersten Beispiels überein mit der Ausnahme, daß ein zusätzlicher Stutzen
44 in der Gehäusewand 12' vorgesehen ilst, an den eine Leitung 58 angeschlossen
ist.
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Die Steuervorrichtung 11' für die Umgehungsleitung besteht aus einem
Gehäuse 45, das an dem einen Ende (durch ein;e Schraubkappe 46 und am anderen Ende
durch einen Deckel 47 abgeschlossen ist, der durch Schrauben 48 gehalten wird. An
beiden Enden sind Dichtringe 46a bzw. 47a vorgesehen. Im Innern des Gehäuses befindet
sich eine Zwischenwand 45 a, die den Innenraum in zwei gleichachsige Zylinder, einen
größeren, 49, und einen kleineren, 50, unter teilt. Ein Einlaßstutzen 51 führt in
den kleineren Zylinder 50, während ein Auslaßstutzen 52 mit der zum Filter 10' führenden
Leitung 57 und ein weiterer, zu der Umgehungsleitung 60 führender Auslaßstutzen
53 an diesem Zylinder vorgesehen sind. In diesem Stutzen 53 ist eine kalibrierte
Düse 54 vorgesehen. In der Stirnwand der Schraubkappe 46 befindet sich ein Stutzen
55, der über eine Leitung 59' mit der an den Stutzen 19' des Filters 10' angeschlossenen
Abflußleitung 59 für das gefilterte Medium verbunden ist.
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Außerdem ist in der zylindrischen Wand dieses Zylinders 49 nahe der
Zwischenwand 45 a ein weiterer Stutzen 56 vorgesehen, der über die Leitung 58 ebenfalls
mit dem Filter 12' verbunden ist, wozu dieser den Anschlußstutzen 44 aufweist.
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Innerhalb dieses Gehäuses 45 befindet sich ein axial bewegliches
Steuerglied, das allgemein mit 61 bezeichnet ist und aus einem kleineren Steuerkolben
62, einem größeren Steuerkolben 63 und einer beide verbindenden Stange 64 besteht,
die dichtend in der mit einem Dichtring 61 cd versehenen Zwischenwand 45a geführt
ist. Auch der Kolben 63 weist einen Dichtring 61a auf.
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Der kleine Kolben 62 ist mit einer manschettenartigen Verlängerung
62a versehen und weist achsparallele Bohrungen 65 für den Druckausgleich auf.
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Die mit diesem Kolben fest verbundene Kolbenstange 64 ist in eine
Nahe 63 ci des größeren Kolbens 63 eingeschraubt und durch einen Stift 66 gesichert.
In dem größeren Zylinder 49 befindet sich eine Feder 67, die den Kolben 63 nach
links zu drücken sucht.
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Arbeitet der Filter normal, so nimmt die Steuervorrichtung die in
Fig. 2 dargestellte Stellung ein. Das zu filternde Medium tritt durch den Stutzen
51 in die Steuervorrichtung ein und gelangt durch den Zylinder 50, den Stutzen 52,
die Leitung 57 und den Stutzen 18' in das Filtergehäuse. Dort tritt es von außen
nach innen durch den Filtereinsatz 16' und dann in gereinigtem Zustand durch den
Stutzen 19' und die Leitung 59 zur Verbrauchsstelle.
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Durch die Leitungen 58 und 59' werden die außerhalb bzw. innerhalb
des Filtereinsatzes herrschenden Drücke auf die beiden Seiten 63 b bzw. 63 c des
größeren Kolbens 63 vermittelt. Da der Druckabfall im Filter normalerweise nur sehr
gering ist, wird der Druck auf beiden Seiten dieses Kolbens im allgemeinen praktisch
gleich sein. Bei der in Fig. 2 dargestellten
Stellung des Steuergliedes
übt die Feder 67 Leine Kraft auf das Steuerglied aus.
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Ist der Filter dagegen verstopft, so entsteht in der äußeren Kammer
15' des Filtergehäuses ein Staudruck, der sich durch die Leitung 58 auf die linke
Seite 63 b des größeren Kolbens auswirkt, so daß das Steuerglied 61 entgegen der
Wirkung der Feder 67 nach rechts verschoben wird. Dabei verschließt der kleine Kolben
62 den Auslaßstutzen 52, während er die kalibrierte Öffnung 54 freigibt.
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Das durch den Stutzen 51 in die Steuervorrichtung 11' eintretende
Medium strömt daher durch die Bohrungen 65 des kleinen Kolbens 62, die kalibrierte
Öffnung 54 und den Stutzen 53 in die Umgellungsleitung 60. Die Öffnung 54 bewirkt
dabei einen Druckabfall, so daß, wenn die Umgehungsleitung in Betrieb ist, auf der
rechten Seite 63 c des Kolbens 63 ein geringerer Druck als auf der linken Seite
63 b herrscht.
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Das Steuerglied 61 verhindert also weiterhin den Durchtritt des Mediums
aus dem Zuführungsstutzen 51 zu der Leitung 57, solange der Filter verstopft ist.
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Wird der Filter aber wieder frei, was beispielsweise geschehen kann,
wenn die Temperatur ansteigt und der Filter vorher durch Vereisung zugesetzt war,
so sinkt der Druck in der Filterkammer 15' ab, so daß sich der Druck auf beiden
Seiten des Kolbens 63 ausgleicht. Nun kann die Feder 67 das Steuerglied wieder in
die normale Stellung nach links verschieben, wodurch der kleine Kolben den zum Filter
führenden Stutzen 52 wieder freigibt und die Umgehungsfeitung 60 wieder abschließt,
so daß die normale Strömung durch den Filter wiederhergestellt ist.
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Man erkennt, daß bei beiden Ausführungsformen die Steuervorrichtung
bei verstopftem Filter nicht nur eine Umgehungsmöglichkeit für das zu filternde
Medium schafft, sondern den Filter auch für diese Zeit abschließt, so daß keine
im Filter angesammelten Fremdstoffe durch die Umgehungsleitung mitgerissen werden
können.
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Be!i den gezeigten Bauarten bestehen die Kolben 30 und 63, die die
Steuerglieder 28 bzw. 61 bewegen, mit diesen aus einem Strick. Es versteht sich
aber, daß diese Teile auch getrennt angeordnet und durch entsprechende Glieder irgendwelcher
Art miteinander verbunden sein können. Ebenso können auch verschie dene andere Änderungen
vorgesehen sein, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen zu werden braucht.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel stellen die Flächen 32 a
und 33 a auf der linken Seite der Kolbenteile 32 und 33 die beaufschlagten Flächen
dar. Bei der Bauart nach Fig. 2 sind die beiden Flächen 63 b und 63 c beaufschlagt,
wobei der Druckunterschied auf den beiden Kolbenseiten die Stellung des Kolbens
bestimmt.
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PAIENTANSPRVCIXE 1. Steuervorrichtung für die Umgehungsleitung eines
in eine Leitung für Brennstoff, Öl od. dgl eingebauten Filters, die das zu filternde
Medium bei Verstopfung des Filters selbsttätig in die Umgehungsleitung umleitet,
mit einem in einem Gehäuse der Steuervorrichtung angeordneten Steuerkolben, der
vom Druck in der zum Filter führenden Leitung beaufschlagt ist und bei zunehmendem
Druck in dieser Leitung aus einer Normalstellung in eine andere Stellung bewegt
wird, in der er die Umgehungsleitung des Filters öffnet, dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben (29, 30 bzw.
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62, 63) die Zuführungsleitung (41 bzw. 57) des Filters (12 bzw. 12')
abschließt, wenn er die Umgehungsleitung (43 bzw. 60) öffnet.