DE1756024C - Vorrichtung zum Entfernen von Eis von der Oberfläche dünnwandiger Konstruktionen - Google Patents

Description

Wand (1) ausübt. 30 die zu enteisende Wand ausübt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die Bei hydraulischer Impulsübertragung erzeugt der Impulsübertragung hydraulisch auf die zu ent- Wandler elektrischer Impulse die Flüssigkeitsdruckeisenden Wände erfolgt, dadurch gekennzeichnet, impulse in einer Kammer, wobei mindestens eine der daß der Wandler (2) elektrischer Impulse die Kammerwandungen die vor der Vereisung zu schüt-Flüssigkeitsdruckimpulse in einer Kammer (12) 35 zende Wand ist.

erzeugt, wobei mindestens eine der Kammer- Auf diese Weise können mit einem auf verhältnis-

wandungen die vor der Vereisung zu schützende mäßig geringe Dauerleistung ausgelegten Bordnetz Wand (1) ist. ' hochwirksame kurze mechanische Impulse mit einer

Dauer, die unter einem Viertel der Eigenschwin-

40 gungsperiode der zu enteisenden Wand liegen, erzeugt

werden, und dadurch, daß die Impulse mit einer

Periode aufeinanderfolgen, die mindestens zehnmal

größer als die Dauer der Impulse ist, ist diese

wesentlich größer als die Eigenschwingungsperiode

45 der zu enteisenden Wand, wodurch nicht nur eine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung erhebliche Energieeinsparung erzielt wird, sondern zum Entfernen von Eis von der Oberfläche dünn- auch die Gefahr der Materialermüdung erheblich wandiger Konstruktionen, insbesondere von der Ver- verringert wird.

kleidung von Flugkörpern oder Schiffen, durch ela- Die Erfindung wird nun an Hand von Ausfüh-

stische Deformation der zu enteisenden Wände durch 50 ningsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnun-Impulseinwirkung. gen näher erläutert. Es zeigt

Aus der USA.-Patentschrift 2 135 119 ist eine Vor- Fi g. 1 das Prinzipschema einer erfindungsgemäßen

richtung dieser Art bekannt, bei der die Beplankung Vorrichtung zur Enteisung von Oberflächen diiinnan der zu enteisenden Stelle von einem Nocken, wandiger Konstruktionen,

einem Hammerwerk od. dgl. mechanisch in Schwin- 55 Fig. 2 das Prinzipschema einer elektromagnetisch gungen versetzt wird. Auch aus der deutschen Pa- mechanische. Impulse erzeugenden Vorrichtung,
tentschrift 891 657 ist es bekannt, zur Verhinderung Fig. 3 das Prinzipschema einer Impulse eines

der Eisbildung Flächen des zu schützenden Körpers Arbeitsmittels erzeugenden Vorrichtung,
durch Schallgeber in Schwingungen zu versetzen. In der Nähe der Blechwand 1 (Fig. 1), z. B. einer

Aus der USA.-Patentschrift 2 189 799 ist schließ- 60 Flugkörperverkleidung, sind Wandler 2 elektrischer Hch bekannt, Wandflächen hydraulisch zu deformie- Impulse, die mechanische Impulse mittels eines elekren, indem an die zu enteisenden Wandflächen an- tromagrietischen Feldes erzeugen, angeordnet,
grenzende Kammern über eine stoßweise arbeitende Die Impulse des elektromagnetischen Feldes wir-

Kolbenpumpc deformiert werden. ken auf die Metallelemente der Beplankung oder auf

Diese bekannten Vorrichtungen besitzen selbst 65 «lic Beplankung selbst ein, wenn diese aus Mctallnicht nur ein erhebliches Gewicht, sondern erfordern blechen besieht.

auch für die periodische ncaiifschl.igiing und die Daduuh wird auf die Beplankung eine staike

dabei iiiucmieiillkhen liiipiilsiibutnigungsverluste Kraf'lcinwiikling ausgeübt, die elastische Defonna-

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tionen der Beplankung in der zu enteisenden Zone rohrförmig ist, wie das z.B. bei der Enteisung von hervorruft. Um Beschädigungen an einzelnen Std- rohrförmigen Antennen der Fall ist

len auszuschließen, erfolgt die Krafteinwirkung nicht In der Nähe der zu enteisenden Beplankung kön-

in Form mechanischer Schläge auf die Beplankung. nen mehrere Kammern angeordnet sein, die nach-

Die Wandler 2 elektrischer Impulse für die Er- 5 einander oder gleichzeitig, ähnlich der im ersten

zeugung mechanischer Impulse mit Hilfe von Im- Ausführungsbeispiel beschriebenen Vorrichtung, pulsen des elektromagnetischen Feldes sind mit einem Druckimpulse auf die Beplankung erzeugen können,

elektrisch Impulsgenerator 3 zur Erzeugung elek- Die Wandler 2 erzeugen mechanische Impulse, die

trischer Impulse verbunden, der an das Speisenetz 4 zur Erzielung eines maximalen Effektes nach einem

des Flugkörpers angeschlossen ist. io bestimmten, in jedem konkreten Fall einzeln berech-

Der Impulsgenerator 3 weist einen Umformer 5, neten Gesetz geformt werden. Zur Herabsetzung des

der über einen Gleichrichter 6 an einen die elektri- Energiebedarfs ist eine möglichst kurze Impulsdauer

sehen Impulse formierenden Entlader 7 angeschlos- erforderlich, die nicht ein Viertel der Eigenschwin-

sen ist, sowie einen Schalter 8 auf. gungsperiode der Konstruktion und nicht 0,1 Sekun-

Zwischen dem Gleichrichter 6 und dem Entlader 7 15 den überschreiten soll. Zur Steigerung der Impuls-

isi ein Energiespeicher 9 — ein Kondensator zur einwirkung muß der Impuls eine steile Front haben,

Herabsetzung der dem Netz zu entnehmenden Lei- wobei die Geschwindigkeit des Anwachsens eines

stung — angeschaltet. Impulses größer als die Geschwindigkeit der Relaxa-

Der Entlader 7 ist mit dem Wandler 2 verbunden. tion des Eises aber geringer als die kritische Schlag-

Zur Vergrößerung der Hache der zu enteisenden ao geschwindigkeit des Materials der Beplankung sein Zonen der Beplankung 1 werden in der Nähe der muß, damit Beschädigungen der Beplankung verBeplankung vorteilhaft mehrere gleichzeitig arbei- mieden werden.

!ende Wandler 2 angeordnet, dadurch erhöht sich der Die Amplitude eines Impulses muß so groß sein,

Energiebedarf entsprechend. daß das Eis von der gesamten zu enteisenden Zone

Eine ähnliche Wirkung kann auch ohne Erhöhung as der Beplankung splittert aber die dabei in Beplan-

des Energiebedarfs dadurch erzielt werden, daß die kung und Konstruktion auftretenden Spannungen

Wandler, mit dem Impulsgenerator nach dem Ablauf- die Grenze der dynamischen Ermüdungsfestigkeit

prinzip in Reihe geschaltet werden. nicht übersteigen. Dabei sind auch alle von Belastun-

Fig. 2 zeigt Wandler2, die in Form von Draht- gen der Beplankung und Konstruktion während des

windungen 10 ausgebildet sind. Die Drahtwindungen 30 Betriebs hervorgerufenen Spannungen in Betracht zu

10 sind durch einen Leiter 11 mit dem Impulsgenera- ziehen,

tor 3 verbunden. Die Periode der Impulsfolge soll nicht geringer als

Die Drabtwindungen 10 können als Magnetspule die Eigenschwingungsperiode der Konstruktion sein,

ausgeführt sein. Deshalb tritt nach Beendigung eines Impulses eine

Zur Verminderung magnetischer Feldverluste zwi- 35 Pause ein, deren Dauer länger als die Impulsdauer sehen der Magnetspule und der Beplankung soll der ist. Im Sinne eines sparsamen mittleren Energie-Spalt zwischen beiden in Übereinstimmung mit den bedarfs ist die Dauer einer Pause so lang wie mög-Herstellungsbedingungen so klein wie möglich sein, Hch, nämlich mindestens das 1Ofache der Dauer wobei die Form der Magnetspule der Form der Be- eines Impulses,
plankung völlig oder nahezu entsprechen soll. 4° Die Vorrichtung zur Enteisung von Oberflächen

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfin- dünnwandiger Konstruktionen arbeitet folgender-

dung sind in der Nähe der Wand 1 (Fi g. 3) in einem maßen: Tritt ein Flugkörper oder ein Schiff in eine

flüssigen Arbeitsmittel Impulse übertragende Wand- Vereisungszone ein oder wird eine unbewegliche

ler 2 angeordnet. Konstruktion von der Vereisung erfaßt, wird der Im-

Dabei wirken Druckimpulse auf die Beplankung 45 pulsgenerator 3 eingeschaltet, der die nach einem be-

ein, welche elastische Deformationen in der zu ent- stimmten Gesetz gebildeten elektrischen Impuls? an

eisenden Zone hervorrufen. die Wandler 2 sendet, die ihrerseits wieder mecha-

Die die Druckimpulse im Arbeitsmittel erzeugen- nische Impulse mittels eines elektromagnetischen

den Wandler 2 weisen eine mit nichtstromleitender Feldes oder eines Arbeitsmitteldruckes erzeugen.

Flüssigkeit 13 gefüllte Kammer 12 (Fig. 3) auf, in 50 Wird ein elektrischer Impuls zu den Wandlern 2

der Elektroden 14 und 15 im Abstand 16 vonein- gesendet, die Impulse mittels eines elektromagne-

ander angeordnet sind, wobei mindestens eine der tischen Feldes erzeugen und die die Form einer in

Wandungen der Kammer von der zu enteisenden der Nähe der Beplankung angeordneten Magnetspule

Beplankung 1 gebildet wird. Die Elektroden 14 und 10 haben, wird beim Anwachsen und Abfallen des

15 sind durch Leiter 17 und 18 an den Impulsgene- 55 Stromes ein elektromagnetisches Wechselfeld gebil-

rator 3 angeschlossen, der den Energiespeicher 9 auf- det, welches im Material der Beplankung 1 einen

weisen kann. Wechselstrom induziert. Die Wechselwirkung zwi-

Bei einem Eitidrahtsystem kann der Leiter 17 an sehen primärem und induziertem Strom führt zu einer

Masse — Beplankung — gelegt sein. Verschiebung der Beplankung 1 in bezug auf die

Die Durchführung der Elektrode 15 in die Kam- 60 starr befestigte Magnetspule. Da durch den der

mer erfolgt mit Hilfe eines Durchführungsisolators 19. Magnetspule zugeführten Impuls das Anwachsen und

Die Flüssigkeit 13 ist so gewählt, daß sie bei Fun- Abfallen des Stromes im Verlauf eines kurzen Zeitkenbildung nicht entflammt. Die Flüssigkeit 13 kann raumcs und mit sehr steiler Front erfolgt, ei folgt die auf die Beplankung 1 über elastische Zwischenmem- Verschiebung der Beplankung ebenfalls im Verlauf brauen oder über Wandungen einer elastischen Hülle, 65 eines kurzen Zeitraumes und mit großer Geschwinin die sie gefüllt sein kann, einwirken. digkeit.

Als mit Flüssigkeit gefüllte Kammer 12 kann die infolge der Elastizität der Beplankung pllanzt sich

zu enteisende Beplankung 1 selbst dienen, wenn sie die Defoinnlion von der Stelle ihrer Bildung durch

die Magnetspule über die gesamte durch diese Magnetspule zu enteisende Zone der Beplankung fort (es bildet sich eine Welle der elastischen Deformation, die sich über die gesamte Beplankung fortpflanzt).

Diese Welle der elastischen Deformation bricht das Eis von der Oberfläche der Beplankung.

Erfolgt dieser Vorgang während des Fluges, so wird das von der Oberfläche gebrochene Eis mit dem Luftstrom weggetragen. Wird ein elektrischer Impuls an die Dnickimpulse erzeugenden Wandler 2 gesendet, welche die Form einer in der Nähe der Beplan kung angeordneten und mit nichtstromleitender Flüssigkeit gefüllten Kammer mit Elektroden 14 und 15 haben, springt ein Funke über, wodurch ein Druckimpuls im Arbeitsmittel erzeugt wird, der an die Beplankung weitergeleitet wird. Infolge der Elastizität der Beplankung pflanzt sich die Deformation von der Stelle ihrer Bildung über die gesamte zu enteisende Zone der Beplankung fort (es bildet sich eine Welle der elastischen Deformation, die sich über die

ία gesamte Beplankung fortpflanzt). Diese Welle dei elastischen Deformation bricht das Eis von der Oberfläche des Gerätes.

Hierzu. 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Im Flugzeug eine Energiequelle mit hoher DauerleistuBg, die ihrerseits erhebliches Gewicht aufweist Patentansprüche: und ständig eine erhebliche Leistung verzehrt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 5 Vorrichtung zum Entfernen von Eis von der Ober-

1. Vorrichtung zum Entfernen von Eis von der fläche dünnwandiger Konstruktionen, insbesondere Oberfläche dünnwandiger Konstruktionen, insbe- von der Verkleidung von Flugkörpern oder Schiffen, sondere von der Verkleidung von Flugkörpern durch elastische Deformation der zu enteisenden oder Schiffen, durch elastische Deformation der Wände anzugeben, die ohne mechanische Impulszu enteisenden Wände durch Impulseinwirkung, io übertragung bei geringer, dem Bordnetz zu entnehdadurch gekennzeichnet, daß minde- mender Dauerleistung eine sichere Enteisung mit stens ein Wandler (2) elektrischer Impulse in hochwirksamen mechanischen Impulsen kurzer Dauer Wanddeformationen mit einem elektrischen Im- durchzuführen gestattet,

pulsgenerator (3) verbunden ist, der kurze elek- Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß trische Impulse mit einer Dauer von weniger als 15 mindestens ein Wandler elektrischer Impulse in 0,1 Sekunden erzeugt, die in Zeitintervallen auf- Wanddeformationen mit einem elektrischen Impulseinanderfolgen, die wenigstens zehnmal langer als generator verbunden ist, der kurze elektrische Imdie Dauer der Impulse sind, und daß der Impuls- pulse mit einer Dauer von weniger als 0,1 Sekunden generator (3) mit einem Energiespeicher (9) ge- erzeugt, die in Zcitintervallen aufeinanderfolgen, die koppelt ist, der zur Erzeugung einer Impuls- 20 wenigstens zehnmal langer als die Dauer der Impulse leistung, die die Leistung der Energiequelle (B) sind, und daß der Impulsgenerator mit einem Enerum ein Vielfaches übertrifft, in den Zeitinter- giespeicher gekoppelt ist, der zur Erzeugung einer vallen zwischen den Impulsen Energie der Ener- Impulsleistnng, die die Leistung der Energiequelle giequelle (B) speichert. um ein Vielfaches übertrifft, in den Zeitintervallen

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 zwischen den Impulsen Energie der Energiequelle kennzeichnet, daß der Wandler elektrischer Im- speichert.

pulse (2) an der zu enteisenden Wand (1) ein Vorteilhaft erzeugt der Wandler elektrischer Im-

elektromagnetisches Impulsfeld erzeugt, das die pulse an der zu enteisenden Wand ein elektromagne-

Deformationsimpulse auf die zu enteisende tisches Impulsfeld, das die Deformationsimpulse auf