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Enteisungsvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Enteisungsvorrichtung
mit einer Ventilanordnung zur Steuerung der Beaufschlagung einer aufblasbaren Enteisungsblase
mit Druckluft, bei der an eine von dem Ventilgehäuse gebildete Ventilkammer eine
Einlaßöffnung für die Druckluft, eine mit der Enteisungsblase in Verbindung stehende
Auslaßöffnung und eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Entlüftungsöffnung
angeschlossen sind und bei der in der Ventil-' kammer ein zwischen zwei im Abstand
voneinander befindlichen Ventilsitzen bewegbares Tellerventil, welches in Abhängigkeit
von einem Steuersignal aus einer ersten Schließstellung, in der die Einlaßöffnung
gesperrt ist und die Auslaß- und Entlüftungsöffnung miteinander verbunden sind,
in eine zweite Schließstellung bewegbar ist, in der die Entlüftungsöffnung gesperrt
ist und dieEinlaß-und dieAuslaßöffnungmiteinander verbunden sind, und eine in die
Entlüftungsöffnung fördernde Druckstrahldüse angeordnet ist.
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Es sind bereits Enteisungseinrichtungen bekannt, die eine Steuerventilanordnung
aufweisen, welche die Druckluftbeaufschlagung der an den Vorderkanten der Tragflächen
und des Höhenleitwerks angebrachten Enteisungsblasen steuert. Die Enteisungsblasen
werden dabei entweder mit einer Druckluftquelle, z. B. einem Kompressor, oder der
Atmosphäre verbunden. Bei dieser bekannten elektromagnetisch betätigten Vorrichtung
hat es sich als nachteilig herausgestellt, daß im nicht druckluftbeaufschlagten
Zustand die aufblasbaren Enteisungsblasen nicht einwandfrei entlüftet werden. Demzufolge
legen sich die Enteisungsblasen bei abgesperrter Druckluftbeaufschlagung nicht an
den Vorderkanten der Tragflächen und des Leitwerks dicht an, so « ndem neigen
zu starkem Flattern. Damit besteht dann die Gefahr einer Beschädigung der Enteisungsblasen
und eines Ausfalls der Enteisungsvorrichtung.
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Es ist auch bekannt, zum einwandfreien Entlüften der Enteisungsblasen
aus diesen die Restluft mit Hilfe von Druckstrahldüsen zu entlüften. Für das Entlüften
werden dann aber aufwendige Steueranlagen eingesetzt, und vor allem erfolgt das
Absaugen der Restluft erst nach dem Entlüften der Blasen in einem nachfolgenden
Arbeitsgang. Dies hat den Nachteil, daß die einzelnen Enteisungsvorgänge sehr träge
ablaufen, womit es dann schwierig ist, das Eis. von den Tragflächen und vom Ruder
des Flugzeugs rasch und gleichmäßig zu entfernen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Enteisungsvorrichtung zu schaffen,
nüttels der die Enteisungsblasen restlos, und zwar kurzfristig und mit geringem
Aufwand entlüftbar sind, Die gestellte Aufgabe ist bei einer Enteisungsvorrichtung
mit einer Ventilanordnung zur Steuerung der Beaufschlagung einer aufblasbaren Enteisungsblase
mit Druckluft der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß gemäß der Erfindung
die Druckstrahldüse durch eine Bohrung in der mit der Entlüftungsöffnung koaxialen
Achse des Ventiltellers gebildet ist und bei in der ersten Schließstellung befindlichem
Tellerventil über in der zweiten Schließstellung abgesperrte Durchgangskanäle im
Ventilstößel mit der Einlaßöffnung verbunden ist, so daß in der Auslaßöffnung wechselweise
ein überdruck und ein Unterdruck erzeugt ist.
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Ohne unilaufende Teile und nur mit Hilfe eines einzigen Ventilstößels
wird damit in einem Arbeitsgang die Blase mit Druckluft angefüllt und in dem nachfolgenden
Arbeitsgang auf Grund der Saugwirkung der Druckstrahldüse restlos entleert. Durch
dieses abwechselnde, einem überdruck und einem Unterdruck Aussetzen der Blasen läßt
sich dann das Enteisen sehr rasch und wirkungsvoll durchführen. Dank des vorteilhaften
Aufbaues der Vorrichtung nach der Erfindung werden zur Erzielung der Saugwirkung
nur die Teile benötigt, die für das Aufblasen und Entlüften der Blase ohnehin erforderlich
sind.
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Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist das Tellerventil
durch elastische Mittel, beispielsweise einer Feder, normalerweise gegen seinen
Ventilsitz in der ersten Schließstellung gedrückt. Damit erfolgt in der Normalstellung
mit Hilfe der Druckstrahldüse des Ventilstößels das Zwangsentleeren
der
Blasen und damit ein sicheres Anlegen der Blase am Tragflügel oder Ruder.
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Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung bilden die Durchgangskanäle
im Ventilstößel zusammen mit Durchgangskanälen in einer Führungshülse des
Gehäuses, deren Außenwand mit der Einlaßöffnung in Verbindung steht, ein Absperrventfl,
das in der ersten Schließstellung des Tellerventils die Einlaßöffnung über
die miteinander verbundenen Kanalzüge und die Bohrung im Ventilstößel mit der Druckstrahldüse
verbindet, während es in der zweiten Schließstellung bei gegeneinander versetzten
Durchgangskanälen den Durchlaß sperrt. Die beiden gegeneinander versetzbaren Durchgangskanäle
von Führungshülse und Ventilstößel bilden damit mit Hilfe des ohnehin gegenüber
der Führungshülse verschiebbaren Ventilstößel ein einwandfrei wirkendes und hinsichtlich
seines Aufbaues einfach gestaltbares Ab-
sperrventil.
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Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung greift
der den Ventilteller tragende Ventilstößel im Bereich des vom Ventüteller abliegenden
Stößelendes an einer elastischen Membran an, auf deren vom Ventüteller abliegende
Beaufschlagungsseite eine Kraft ausübbar ist, die der Kraft der Feder entgegengesetzt
gerichtet ist. Damit kann dann auch zur Ventilstößelbetätigung Druckluft
zum Einsatz kommen, die für den Enteisungsvorgang ohnehin notwendig ist.
Hierzu ist dann gemäß -einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Raum
vor der vom Ventilteller abliegenden Beaufschlagungsseite der Membran über einen
Steuerkanal mit der Einlaßöffnung verbindbar, so daß die Membran vom Druck an-der
Einlaßöffnung beaufschlagbar ist, wenn ein im Steuerkanal angeordnetes Absperrventil
geöffnet ist. Das Absperrventil ist dabei vorzugsweise mit einer an sich bekannten
elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung versehen, die von der Pilotenkanzel aus
betätigt werden kann.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer typischen
Enteisungsvorrichtung eines Flugzeuges, bei der ein Enteisungsventil nach der Erfindung
zur Anwendung kommt; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch die Ventilanordnung
nach der Erfindung.
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Ein in F i g. 1 dargestelltes Flugzeug ist mit Auftriebstragflächen
12 und einem Ruderleitwerk 14 versehen. Längs der Tragflächenvorderkanten erstrecken
sich dabei aufblasbare elastische Enteisungsblasen 16.
Im Betrieb verhindern
die abwechselnd aufgeblasen und entleerten Blasen eine übermäßige Ansammlung von
Eisschichten.
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Der zum Aufblasen benötigte Druck wird von Kompressoren geliefert,
die an Bord des Flugzeuges untergebracht sind. Es kann jedoch jede beliebige, nicht
dargestellte Luftquelle zum Betrieb herangezogen werden, deren Druck höher als der
Atmosphärendruck ist. Der Aufblasdruck wird auf einen Rohrstutzen 18 gegeben,
der den Eingangsstutzen des Druckverteilungssystems für die Enteisungseinheiten
bildet. Im Rohrstatzen 18 ist ein Regulierveniü 20 vorgesehen, so daß der
von der Quelle gelieferte Druck auf einen vorgegebenen Wert reduziert werden i
kann. Die geregelten Druckwerte liegen zwischen 0,6
und 1,5
Atmosphären, so daß sich optimale Arbeitsbedingungen ergeben. Der Eingangsstutzen
18 setzt sich in ein Rohr mit drei Zweigen 22, 24 und 26 fort. Die
Rohre 24 und 26 sind mit Blasen 16 verbunden, die sich an den Vorderkanten
der Tragflächen entlang erstrecken, während das Rohr 22 sich in zwei Rohre 28.und
30
teilt, von denen Blasen 16, die an den Vorderkanten der Stabilisierungsflächen
angeordnet sind, mit Luft versorgt werden. In jedem der Rohre 22, 24 und
26
ist ein Enteisungsventil 32 angeordnet, das die Verteilung der Luft
auf die Enteisungsblasen und ebenso deren Entleerung steuert. Die Ventile
32 entsprechen sämtlich dem in F ig.2 dargestellten Beispiel. Die Enteisungsvorrichtung
wird durch einen Druckanzeiger 34- vervollständigt, der stromabwärts vom Regler
20 angeschlossen ist, und durch eine Zeitbasis 36, die in der Pilotenkanzel
untergebracht ist. Der Anzeiger 34 zeigt den Wert des geregelten Druckes an. Die
Zeitbasis 36 ist so angeordnet, daß sie an jedes Verteilerventil
32 angeschlossen werden kann (diese Verbindungen sind nicht dargestellt),
um zu gewünschten Zeitpunkten ein elektrisches Steuersignal zu liefern.
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Nach der Ausführungsform der F i g. 2 wird ein Ventil
32 durch ein Gehäuse gebildet, das, einen oberen Teil 38, einen unteren
Teil 40 und die Wand 42 einer Entlüftungsöffnung aufweist. Der untere Teil 40 enthält
einen ersten rohrförmigen Vorsprung 44, der die Eingangsöffnung bildet, und einen
zweiten rohrförmigen Vorsprung 46, der die Ausgangsöffnung bildet. Die Eingangsöffnung
44 kann an einen Zufuhrstutzen für Luft angeschlossen sein, die unter einem höheren
als Atmosphärendruck steht, etwa an die Rohre 22, 24, 26 der F i
g. 1, Die Ausgangsöffnung 46 ist an eine Enteisungsblase 16 angeschlossen.
Die Wand 42 des Gehäuses, die die Entlüftungsöffnung bildet, ist. ebenfalls rohrförmig
ausgeführt und mündet in der Atmosphäre.
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Oberhalb der Entlüftungsöffnung 42 und in Verbindung damit befindet
sich eine Kammer 50, in welcher außerdem die Eingangsöffnung und die
Ausgangsöffnung münden. Diese Kammer 50 wird zum Teil durch dasjenige
Stück des Gehäuses 42 begrenzt, in welchem die Entlüftungsöffnung vorgesehen ist,
und welches durch Schrauben 52, von denen eine dargestellt ist, an seinem
Platz gehalten wird.
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Die Wände des Gehäuses, die die Kammer 50 bil-
den, bilden
ferner zwei ringförmige Ventilsitze 54 und 56. Diese Ventilsitze sind mit
gegenseitigem Abstand,
in zwei parallelen, Ebenen angeordnet. Zwischen diesen
Ebenen befindet sichein Teller 58, der im großen und ganzen die Form einer
Scheibe aufweist, in deren beiden Flächen Gummiringe 60 eingelegt sind, die
auf die Sitze des Ventils ausgerichtet sind, so daß sich ein dichter Abschluß ergeben
kann. Der Teller 58 ist am unteren Ende einer rohrförmigen Stange
62, dem Ventilstößel, befestigt, die in einer Bohrung 64 des Gehäuses gleitend
gelagert ist. Das obere Ende der rohrförmigen Stange steht in eine Steuerkammer
66
vor. Diese Steuerkammer enthält eine Membran 68,
die an ihrem
Umfang zwischen dem Oberteil 38 und dem Unterteil 40 des Gehäuses eingespannt
ist. Der mittlere Teil der Membran ist auf beiden Seiten durch Stützplatten
70 und 72 verstärkt und mittels einer Schraube 74 am oberen Teil der
Stange 62 befestigt. Eine O-Ring-Dichtung 76 ist in einer Ausnehmung
78
angeordnet, die konzentrisch in der Wand des Gehäuses in-,der Weise vorgesehen
ist, daß sich an der Stange 62 eine Abdichtung ergibt. Eine ringförmige
Unterlegscheibe
80 hält den Dichtring 76 an seinem Platz und bildet einen Anschlag
für das untere Ende einer Di uckfeder 82, die konzentrisch zur Stange
62
angeordnet ist und an ihrem oberen Ende gegen die Scheibe 70 drückt,
so daß die aus der Membran, der Stange und dem Teller bestehende Anordnung nach
oben gedrückt und in eine erste Schließstellung vorgespannt wird, in welcher die
Eingangsöffnung 44 gesperrt ist und die Ausgangsöffnung 46 und die Entlüftungsöffnung
42 miteinander in Verbindung stehen, wie in F i g. 2 dargestellt.
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Im mittleren Bereich des Tellers 58 ist eine axiale Druckstrahldüse
84 vorgesehen, die zum Ablassen der Luft entlang der Achse der Entlüftungsöffnung
42 dient. In der Seitenwand der rohrförmigen Stange 62
ist ein Durchgangskanal
in Form eines Schlitzes 86
angeordnet, der mit einem entsprechenden, als Gegenschlitz
88 ausgebildeten Durchgangskanal zusammenarbeitet. Dieser Gegenschlitz ist
in einer Wand 90 des Gehäuses angeordnet, die als Führung für die rohrförmige
Stange dient. Wenn sich die aus Teller und rohrförmiger Stange bestehende Anordnung
in der oberen Lage oder ersten Schließstellung gemäß der Darstellung der F i
g. 2 befindet, sind die Schlitze 86
und 88 in übereinstimmung
und bilden einen offenen Durchgang für die aus dem Eintritts rohr 44 kommende, unter
Druck stehende Luft, die somit entlang der Achse der rohrförmigen Stange
62 weiterströmt und durch die Düse 84 austritt. Sie wird dort in Form eines
Luftstromes mit großer Geschwindigkeit durch die Entlüftungsöffnung 42 ausgestoßen
und erzeugt an dieser Stelle einen Druck, der kleiner ist als der Atmosphärendruck.
Da in der ersten Schließstellung die Austrittsöffnung 46 mit der Entlüftungsöffnung
42 in Verbindung steht, wird die Luft aus der Blase 16
über deren Verbindung
mit der Austrittsöffnung 46 entleert oder abgesaugt. Diese Anordnung stellt sicher,
daß die Enteisungsblasen kräftig gegen die Oberfläche der Tragfläche des Flugzeuges
gedrückt werden. Dies stellt sicher, daß die Zugspannung minimal gehalten und das
Schlagen der Blasen verhindert wird, das ein Reißen oder wenigstens eine rasche
Ab-
nutzung der Blasen verursacht.
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In dem Gehäuse ist als Steuerkanal ein Durchgang 92 vorgesehen,
der die Eingangsöffnung 44 und die obere Fläche 72 der Membran
68 miteinander verbindet. In dem Durchgang 92 ist ein Kugelventil
94 angeordnet. Wenn die Kugel auf ihrem Sitz aufsitzt, sperrt sie den Zutritt des
Gasstromes zur Membran. Im oberen Teil 38 des Gehäuses ist eine zylindrische
Bohrung 96 angeordnet. Diese Bohrung enthält eine elektrisch gesteuerte Magnetspule
98, die mit einem Kolben 100 versehen ist, der mit der Kugel 94 in
Berührung steht und von einer Feder gegen diese Kugel gedrückt wird, so daß sie
normalerweise in diejenige Stellung vorgespannt ist, in der sie den Durchgang
92
sperrt. Elektrische Anschlußdrähte 102 verbinden die Magnetspule
98 mit einem Anschluß 104, der ein elektrisches Steuersignal empfangen kann,
das entweder von der Zeitbasis 36 (F i g. 1) oder von einer Handsteuerung
stammen kann.
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Wenn sich das Kugelschließventil 94 in der geschlossenen Stellung
befindet, sind beide Flächen der Membran 68 dem Atmosphärendruck ausgesetzt.
In der Seitenwand des Gehäuses ist eine öffnung 106 so angeordnet, daß sie
die untere Fläche der Membran mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung setzt, während
die obere Fläche der Membran mit der äußeren Atmosphäre über eine Drosselstelle
108 und eine im oberen Teil 38 des Gehäuses vorgesehene öffznung
110 verbunden ist.
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Bei Empfang eines elektrischen Steuersignals zieht die Magnetspule
5118 den Kolben 100 zurück. Dann kann die im Durchgang 92 befindliche,
unter Druck stehende Luft die Kugel 94 von ihrem Sitz abheben und einen Druckluftstrom
zur oberen Fläche der Membran 68 bilden. Dies erzeugt einen Differenzdruck
an der Membran, der der Kraft der Feder 82
entgegengesetzt ist und bei überwindung
dieser Kraft die aus Membran, Rohr und Teller bestehende Anordnung nach unten drückt,
bis der Teller an seinem ringförmigen Ventilsitz 56 zur Anlage kommt. Dann
ist die Entlüftungsöffnung 42 geschlossen und sind die Eintrittsöffnung 44 und die
Austrittsöffnung 46 miteinander verbunden. Dies definiert eine zweite Schließstellung
des Tellers, in welcher die Druckluftquelle in Verbindung mit den Enteisungsblasen
steht, so daß diese aufgeblasen werden, wodurch eine Ansammlung von Eis auf ihnen
verhindert wird. Wenn die Stange und der Teller sich in dieser zweiten Schließstellung
befinden, ist der in der Stange 62 vorgesehene Schlitz 86 so weit
verschoben, daß er nicht mehr mit dem Schlitz 88 in übereinstimmung steht.
Dann ist die Verbindung in Richtung zur Düse 84 gesperrt. Die Düse ist in diesem
Fall nicht mehr nötig und würde einen nutzlosen Luftaustritt bilden.