DE1190203B - Vorrichtung zur Ermittlung der Richtung einer Stroemung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIc

Deutsche Kl.: 42 c-25/01

Nummer: 1190 203

Aktenzeichen: S 57651IX b/42 c

Anmeldetag: 31. März 1958

Auslegetag: 1. April 1965

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der Richtung einer Strömung und bezieht sich insbesondere auf Geräte, die geeignet sind, die Längsneigung oder den Schiebewinkel eines Flugzeuges festzustellen.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art besteht aus einer rohrförmigen Sonde, die an einer in einer zylindrischen Kammer koaxial drehbar angeordneten zylindrischen Hülse befestigt ist und zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Eintrittsöffnungen für das strömende Medium aufweist, sowie aus einem Meßflügel, der in einer zweiten, jedoch größeren und zylindersektorförmigen Kammer koaxial drehbar angeordnet ist, wobei zur Verbindung der beiden Eintrittsöffnungen der Sonde mit den ¹S beiden in der zylindersektorförmigen Kammer durch den Meßflügel gebildeten Teilkammern zwei getrennte, durch die Sonde, die Hülse und das gemeinsame Kammergehäuse verlaufende Übertragungskanäle vorgesehen sind und wobei der Bewegungs- abstand zwischen der Hülse bzw. dem Meßflügel einerseits und der jeweiligen Kammerwand andererseits möglichst gering ist.

Bei diesen Vorrichtungen ist die Anzahl der erforderlichen beweglichen Dichtungen verhältnismäßig hoch. Aufgabe der Erfindung ist es, die Zahl der beweglichen Dichtungen zu verringern und dadurch die zur Drehung der Sonde erforderliche Kraft so weit zu vermindern, daß auf eine Übersetzung zwischen dem Meßflügel und der Sonde verzichtet 3« werden kann.

Gemäß der Erfindung sind die beiden Kammern konzentrisch angeordnet, und der Meßflügel ist an der auch die Sonde tragenden Hülse befestigt.

Durch diese Ausbildung der Vorrichtung gelingt es, die Zahl der Dichtungen herabzusetzen, indem nur noch zwei Dichtungen zwischen den Druckkammern und eine Dichtung nach außen benötigt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.

F i g. 1 ist eine Ansicht des Gerätes von der Rückseite, in der die Abdeckung abgenommen ist, um die Einzelteile erkennen zu können, und bei der ein Teil der Druckkammer im Schnitt dargestellt ist;

F i g. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, in Pfeilrichtung gesehen, und

F i g. 3 ist ein Teilschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2.

In den Zeichnungen ist ein Gerät 10 zur Anzeige der Richtung eines Luftstromes dargestellt, das ein

Vorrichtung zur Ermittlung der Richtung einer Strömung

Anmelder:

Automation, Inc. of Virginia, Charlottesville,

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Louis Bucalo, Holbrook, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 5. April 1957 (651056)

Gehäuse 11 und eine Sonde 12 aufweist. Die Sonde 12 enthält einen äußeren Teil 13, der in den Luftstrom hineinragt und mit zwei Einlaßöffnungen oder -schlitzen 14 versehen ist, von denen nur einer in der Zeichnung dargestellt ist; die Schlitze sind am Umfang der zylindrischen Sonde um etwa 90° gegeneinander versetzt. Die Einlaßöffnungen 14 sind über Druckkanäle mit dem inneren Teil 15 der Sonde verbunden. Diese Druckkanäle, von denen der eine in F i g. 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 Durchlaßöffnung 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 befindet sich in einer rohrförmigen Hülse 21, die die Öffnungen 14 enthält und die Kanäle 16 und 18 nach außen abschließt. Die Hülse 21 endet an der Stelle, wo der Sondenteil 15 in das Gehäuse 11 übergeht. An dieser Stelle befindet sich eine Dichtung 22, die an das Kugellager 19 angrenzt. Zwischen den Kugellagern 19 und 20 enthält das Gehäuse 11 eine luftdichte Kammer 23, deren zylindrischer oberer Teil 24 koaxial zu der Sonde 12 liegt, während sich unterhalb dieses Teiles der Hauptteil der Kammer in Segmentform ausbreitet. In der Kammer 23 befindet sich ein Flügel 25, der den segmentförmigen Abschnitt der Kammer im Profil mit nur geringem

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Spiel ausfüllt. Der Flügel ist an dem inneren Teil 15 der Sonde mit Hilfe einer zylindrischen Nabe 26 befestigt, 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 F i g. 3 ergibt, Durchlaßöffnungen 28 und 28', welche die Kanäle 18 bzw. 18' mit der Kammer 23 zu beiden Seiten des Flügels 25 verbinden. Auf diese Weise herrscht zwischen den Einlaßöffnungen 14 der Sonde und der Kammer 23 nur ein niedriger pneumatischer Widerstand, während an dem Flügel 25, d. h. zwischen den Kanälen 18 und 18' ein verhältnismäßig hoher Widerstand herrscht. Die Drucksignale üben auf die gegenüberliegenden Seiten des Fluges 25 einen Differenzdruck aus, so daß der Flügel in der segmentförmigen Kammer 23 so lange hin- und herschwingt, 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 25 a ist in Fi g. 1 dargestellt. Die Einstellung der Anschläge wird von außen dadurch vorgenommen, daß die Verschlüsse 25 b entfernt und die Anschläge mittels des Gewindes vor- oder zurückgeschraubt werden.

Bei der dargestellten Anordnung tritt das Gleichgewicht ein, wenn die Sonde so gedreht wird, daß der Luftstrom in Richtung des Pfeiles29 (Fig. 2) auf den freiliegenden Teil auftrifft. Die öffnung 14, die in F i g. 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 Luftdrucke 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 entspricht.

Die relative Winkelstellung der schwenkbaren Sonde 12 in dem Gehäuse 11 wird mit Hilfe von zwei Potentiometern 30 und 31 gemessen, die hinter der Rückwand 32 der 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 inneren Ende der Sonde 12 aufgesetzt ist und sich mit dieser zusammen dreht. Der biegsame Draht 35 ist mit seinem einen Ende an einem Stift 36 a des Kurvenstückes 36 befestigt, läuft um den Drehkörper 33 des Potentiometers 30 herum, an dem er mittels eines Stiftes 33 a befestigt ist, führt dann waagerecht zu einem einstellbaren Stift 36 b an der unteren Seite des Kurvenstückes 36, ist dann um den Drehkörper

34 des Potentiometers 31 herumgeführt, an dem er durch einen Stift 34 a befestigt ist, und endet an einem Stift 36 c des Kurvenstückes 36.

Bei einer Drehung der Sonde 12 um ihre Achse werden daher die Drehkörper der Potentiometer verstellt; ihre Lage kann durch an den Potentiometern abgegriffene elektrische Signale wiedergegeben werden. Die Potentiometer enthalten je drei Klemmen, die mit den beiden Enden des elektrischen Widerstandes 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 Anzeigegeräte angeschlossen, die sich an irgendeiner fernen Stelle befinden können

Um eine Vereisung der freiliegenden Teile der Sondenanordnung 12 zu vermeiden, ist ein elekirischer Heizwiderstand entlang der Staulinie vorgesehen, die an der zylindrischen Oberfläche des freiliegenden Teiles der Sonde in der Mitte zwischen den Einlaßschlitzen 14 liegt. Das nicht dargestellte Heizelement befindet sich in einem Hohlraum 40, der unmittelbar unter der Hülse 21 liegt. Sein äußeres Ende ist mit einem Thermoschalter 41 über die Kappe 42 mit Masse verbunden; sein inneres Ende steht über eine Leitung 43 (F i g. 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 Kappe 42 sind gegenüber den benachbarten Teilen des Gerätes elektrisch isoliert. Der Thermoschalter 41 erdet den Stromkreis über die Kappe 42, wenn ein Strom durch das Heizelement fließen soll. Die elektrische Energie für den Heizkreis wird über einen Federkontakt 45 zugeführt, der mit dem festen Kontakt 44 im Eingriff steht, wobei der Federkontakt 45 eine Blattfeder aufweist, die mit ihrem einen Ende an einer Klemme 46 befestigt ist, an die die elektrische Leitung 47 des Kabels 39 angeschlossen ist. Die Rückseite des Gerätes einschließlich der Potentiometer 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:

   Vorrichtung zur Ermittlung der Richtung einer Strömung, bestehend aus einer rohrförmigen Sonde, die an einer in einer zylindrischen Kammer koaxial drehbar angeordneten zylindrischen Hülse befestigt ist und zwei in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Eintrittsöffnungen für das strömende Medium aufweist, sowie aus einem Meßflügel, der in einer zweiten, jedoch größeren und zylindersektorförmigen Kammer koaxial drehbar angeordnet ist, wobei zur Verbindung der beiden Eintrittsöffnungen der Sonde mit den beiden in der zylindersektorförmigen Kammer durch den Meßflügel gebildeten Teilkammern zwei getrennte, durch die Sonde, die Hülse und das gemeinsame Kammergehäuse verlaufende Übertragungskanäle vorgesehen sind und wobei der Bewegungsabstand zwischen der Hülse bzw. dem Meßflügel einerseits und der jeweiligen Kammerwand andererseits möglichst gering ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kammern (23 und 24) konzentrisch angeordnet sind und daß der Meßflügel (25) an der auch die Sonde (12) tragenden Hülse (26) befestigt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2 701473, 2 445 746,
   2 279 892.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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