DE2637200C2

DE2637200C2 - Einrichtung zur Schnellentleerung eines Flugzeug-Kraftstofftanks

Info

Publication number: DE2637200C2
Application number: DE19762637200
Authority: DE
Inventors: Pierre Coutin; Robert Paris Michel
Original assignee: R Alkan & Cie 94460 Valenton Fr
Current assignee: R Alkan & Cie 94460 Valenton Fr
Priority date: 1975-08-19
Filing date: 1976-08-18
Publication date: 1983-01-27
Also published as: DE2637200A1; FR2321422B1; FR2321422A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schnellentleerung eines Flugzeug-Kraftstofftanks, mit einer in eine Bodenwand des Kraftstofftanks eingelassenen Öffnung, die einen Dichtsitz für einen die Öffnung in Normalstel· lung abdichtenden Dichtteller hat und mit einer Stange, welche sich durch das Innere des Kraftstofftanks erstreckt und an deren freiem Ende, welches durch die Öffnung hindurch nach außen vorsteht, der von der Stange abdichtend gegen den Dichtsitz gezogene Dichtteller angeordnet ist.

Eine mit der vorbeschriebenen Einrichtung vergleichbare Konstruktion beschreibt die GB-PS 5 76 143. Die hei dieser bekannten Einrichtung in den Kraftstofftank eingesetzte Baugruppe besteht aus einem Heberrohr mit in den Kraftstoff eintauchender öffnung, die mit dem Dichtsitz und dem Dichtteller versehen ist Eine zweite Öffnung am anderen Ende des Heberrohrs befindet sich außerhalb des Kraftstofftanks,

Der Dichtteller wird normalerweise von einer vorgespannten Feder gegen den Dichtsitz gezogen, so daß das Heberrohr gegenüber dem Kraftstofftank geschlossen ist Soll der Kraftstoff aus dem Tank abgelassen werden, wird der Dichtteller von einem auf die mit ihm verbundene Stange einwirkenden Arbeitszylinder gegen die Federkraft von seinem Dichtsitz abgedrückt Nach der Auslösung der bekannten Einrichtung über eine komplizierte Druckluftsteuerung ist zunächst das Heberrohr zu füllen, bevor überhaupt eine Entleerung des Kraftstofftanks anläuft Die bekannte Einrichtung arbeitet dadurch verhältnismäßig träge.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung, wie sie die GB-PS 5 35 841 beschreibt ist der Dichttellet gegen das Gewicht der auf ihm lastenden Flüssigkeitssäule des im Kraftstofftanks befindlichen Kraftstoffs von seinem Dichisitz abzuheben. Dazu wird ein System von kräftigen Arbeitszylindern mit zugehörigen Steuerschaltungen benötigt Bei der bekannten Einrichtung ist ebenfalls eine vorgespannte Feder vorhanden, die den Dichtteller in der Verschlußstellung gegen den Dichtsitz preßt, so daß bei ausgelöster Betätigung der bekannten Einrichtung auch die Vorspannkraft der Feder zusätzlich zu überwinden ist

Die bekannten Einrichtungen sind somit komplizierte Konstruktionen, was sich auf ihre Betriebssicherheit auswirken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem konstruktiv einfachen Aufbau ein sicheres Funktionieren einer Einrichtung zur Schnellentleerung zu erzielen, wobei die Anordnung der einzelnen Baugruppen der Einrichtung so zu treffen ist, daß kein Teil der Einrichtung über die Außenkontur des Tanks hinausragt, um eine Beschädigung der Einrichtung bei Manipulationen am Tank möglich·,; zu verhindern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß an der Innenseite der der Öffnung gegenüberliegenden Deckenwand des Kraftstoffstanks eine auslösbare Verriegelungseinrichtung angeordnet ist welche die Stange verriegelt hält und daß eine das öffnen des Dichttellers unterstützende Feder vorgesehen ist

Im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen, bei denen zur Bewegung des Dichttellers eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, wird erfindungsgemäß eine Verriegelungseinrichtung verwendet, welche keine Bewegungen des Dichttellers irgendwelcher Art verursacht, sondern dessen verriegelte Stellung lediglich freigibt Die Verriegelungseinrichtung ist in vorteilhafter Weise innerhalb des Tanks angeordnet, wodurch keine außen am Flugzeugtank angeordnete und somit die Aerodynamik des Flugzeugs störenden Bauelemente auftreten. Durch die Verriegelungseinrichtung wird die den Dichtteller tragende Stange lediglich festgehalten. Bei einer Auslösung zwecks Schnellentleerung des Flugzeugtanks wird die Stange einfach freigegeben, so daß anzutreibende Mechanismen entfallen können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet dadurch verhältnismäßig betriebssicher.

Da die Stange sich quer durch den Flugzeugtank erstreckt, kann sie den Dichtteller gegen den Dichisitz ziehen, wobei das dem Dichtteller gegenüberliegende

Ende der Stange -.j\ der Verriegelungseinrichtung festgesetzt wird. Diese Festsetzung kann durch einfaches Entriegeln wieder gelöst werden, wobei der Dichtteller durch sein Eigengewicht aber hauptsächlich durch die auf ihm lastende Flüssigkeitssäule vom Dichtsitz abhebt und die öffnung für eine Schnellentleerung des Kraftstofftanks freigibt. In vorteilhafter Weise wirkt sich die auf den DichtttHer lastende Flüssigkeitssäule um so mehr aus, je größer die Fläche des Dichttellers und damit der Durchmesser der auf ihm stehenden Flüssigkeitssäule ist.

Die Verriegelungseinrichtung mit der zugehörigen Auslösung kann von verhältnismäßig einfacher Konstruktion sein. Möglich ist z. B. die Verwendung von zwei koaxial zueinander angeordneten Teilen, die mit gegenseitig in Eingriff bringbaren Verriegelungskugeln ineinander gehalten sind. Die Verriegeiungskugeln können durch eine relative Rotationsbewegung oder Translationsbewegung der beiden koaxialen Teile in

Zwischenstück 15 (Fig. I) über ein Gewinde mit dem Rohr 11 verbunden und zwar einerseits, andererseits mit einem Gehäuse 16, wobei dieses rohrförmige 2!wischenstück mit den Dichtungen 17 und 18 fernerhin in Verbindung steht.

(n dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel einer mit Rotationsbewegung arbeilenden Auslösevorrichtung enthält das Gehäuse 16 Kugellager 19 und 20, die eine leichte Drehbewegung einer Hülse 21 um die Achse der Stange 5 ermöglichen. In diese Stange 5 ist eine umlaufende Nut 22 eingearbeitet, in die teilweise eine Kugel 23 eingreifen kann, die in eine Radialbohrung 24 eingeführt wird, die im mittleren Teil des Gehäuses 16 zwischen der Hülse 21 und der Stange 5 vorgesehen ist. Diese Stange weist an ihrem oberen Ende eine umlaufende Auskragung 25 auf. Die Hülse 21 v/eist eine Radialbohrung 26 in gleicher Höhe wie die Kugel 23 auf, in die die Kugel teilweise aufgenommen werden kann, wenn durch die Drehbewegung der Hülse die Bohrung

oder außer Eingriff gebracht werden, wodurch sich die 20 26 der Kugel gegenübersteht.

Entriegelung und Freigabe der den Dichtteller halten- Oberhalb der Stange 5 und der Hülse 21 enthält das

den Stange mit einfachen konstruktiven Mitteln durchführen iäßt

Die eine Entrieglung bewirkende Rotations- bzw. Gehäuse 16 einen drehbaren Ele.siromagneten 27 bekannter Ausführungsform, der mit einem beweglichen Teil 28 ausgerüstet ist, dessen Drehbewegung um

möglich einfache

Translationsbewegung kann, z. B. durch einen Elektro- 25 die Achse der Stange 5 die Drehbewegung der Hülse 21 .__ j-_ r?- ... L. _=_i._i_ _{um die} g|_ej_cne A_cnse auslöst und zwar über ein

Verbindungssystem, beispielsweise über den Mitnehmer 29. Die Stromaufnahme für den Elektromagneten 27 ist mit der Bezugsziffer 30 angegeben.

M Im weiteren Verlauf wird nunmehr die Funktion der obengenannten Vorrichtung beschrieben, die in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Bei Annahme der Elemente in der dargestellten Lage erfolgt die Abdichtung in Höhe des Ventils durch Aufschrauben der Mutter 8 auf die Stange 5, wodurch das Ventil 4 auf die Dichtung 3 gedruckt wird. Somit kann die Stange 5 weder eine Abwärtsbewegung ausführen, da sie durch die Kugel 23 verriegelt ist, die sich in der Nut 22 befinde:, noch kann sie eine Drehbewegung ausführen, da der Splint 14

durch die Schlitze 13 des feststehenden Röhrt* 11 geführt ist. Wird der Elektromagnet 27 an Spannung gelegt, so bewegt sich der drehbare Kern 28 um den vorherbestimmten Winkel und nimmt hierbei die Hülse 21 mit, um die Bohrung 26 dieser Hülse mit der Kugel 23

fluchten zu lassen. Diese kann somit aus der Nut 22 austreten und somit die Stange 5 and das damit verbundene Ventil 4 freisetzen. Das Gewicht der auf das Ventil wirkenden Flüssigkeit, unterstützt durch die Kraft der gespannten Feder 10, bewirkt die sofortige

magneten erzeugt werden. Es ist auch pyrotechnische Impulsgeber, vorzugsweise elektrische Zünder zu verwenden.

Nachstehend sollen im einzelnen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Schemazeichnung beschrieben werden, wobei

F i g. I im Vertikalschnitt eine mit Rotationsbewegung arbeitende Auslösevorrichtung, die auf das obere Ende der senkrechten Ventilstange wirkt,

F i g. 2 ebenfalls im Vertikalschnitt, das untere Ende der Ventilstange, die das Entleerungsventil trägt,

Fig.3 einen Vertikalschnitt zur Darstellung einer Auslösevorrichtung mit Translationsbewegung in der Verriegelungsstellung, die das Ventil in Schließstellung hält und

Fig.4 einen Vertikalschnitt mit der Auslösevorrichtung mit Translationsbewegung vor Ausführung einer erneuten Schließung des Entleerungsventils zum Gegenstand haben.

In der Zeichnung wurde bei 1 der Körper des Tanks dargestellt, dessen oberer Teil in der Darstellung der F i g. 1 erscheint, während sein unterer Teil in F i g. 2 enthalten ist und wobei Bezugsziffer 2 der Ventilsitz

dargestellt wurde, der eine runde elastische Dichtung 3 50 Abwärtsbewegung bis zum Anschlag bzw. Tiefpunkt des

aufweist, um das Ventil in Form eines Tellers 4 Ventils 4. Dieser Hub wird durch den Anschlag der

oberen Auskragung 25 der Stange 5 am oberen Ende 31 des mittleren Teiles des Gehäuses 16 beschränkt. Zur Ausleitung der Flüssigkeit wird damit die maximale Durch'fiu'strecke sofort verfügbar.

Die weitere Betriebsweise des Behälters erfolgt wie nachstehend beschrieben. Mit Abtrennung des Stromes ist eine normalerweise im Mechanismus des Elektromagneten vorgesehene und nicht dargestellte Rückhol-

angelenkt ist, dient einer Druckfeder 10 als Auflage, die 60 feder bestrebt, die Hülse 21 durch eine der Entrieglungs-

um die Stange 5 innerhalb eines feststehenden Rohres drehung entgegengesetzte Drehbewegung in die Aus-

11 montiert ist, das der Stange 5 über den Ring 9 als "

Führung dient und in der Achse des Ventils 4 und seiner Auflage 2 durch eine Brücke 12 gehalten wird, die fest mit dem Ventilsitz 2 verbunden ist. Dieses Rohr 11 weist Längsschlitze 13 auf. in denen der Splint 14 gleitet, der

den Ring 9 mit der Stange 5 verbindet.

um das ventil in Form eines aufzunehmen. Eine senkrecht gerichtete Stange 5 ist im Mittelpunkt durch das Ventil und über eine Dichtung 6 geführt und besitzt an ihrem unteren Ende (Fig.2) ein Gewinde 7, um unter dem Ventil 4 eine Mutter 8 aufzunehmen, die eine feste Auflage des Ventils 4 auf dem Ventilsitz 2 sicherstellt. Ein mit einem Splint versehener Ring 9, der an der Stange 5 in bestimmter Entfernung oberhalb des Ventils 4 mit diesem Splint

Am oberen Teil der Stange 5 ist ein rohrförmiges gangslage zurückzuführen. Diese Drehbewegung wird durch die Kugel 23 verhindert, die gleichzeitig :n die Hülse 21 und in das feste Gehäuse 16 eingreift. Wird demgegenüber, nach Lösen der Mutier 8. die Stange 5 mit dem Vrntil 4 angehoben und clic NlU 22 in Höhe '!er Kugel 23 gebiaehi. so setzt sich diese erneut teilweise in die Nut 22. so daß die Gcgendrchung ücr Hülse 21 für

die Rückholung der Teile in ihre jeweiligen Verriegelungsstellungen erfolgt, wonach es möglich ist, durch I-estschruiben der Mutter 8 d;is Ventil 4 erneut auf seine Ventiliuiflagc /u pressen.

Die Aufgabe der Dichtungen 17 und 18 liegt selbstverständlich darin, ein Einsickern der Flüssigkeit des Behälters in den Auslösemechanismus /u verhindern.

Darüber hinaus ist festzustellen, daß es sich bei sämtlichen elektrischen Bauteilen, einschließlich des Elektromagneten 27. um bewegliche Elemente handelt und daß es mit Hilfe der Befestigungsschrauben, wie /. B. 44. möglich ist. these F.lcmente auszutauschen, ohne daß hier/u der Behälter entleert werden muß.

Abgesehen davon, daß sich die bisherige Beschreibung sowie die Darstellung der F ι g. I auf lediglich eine Kugel 23 innerhalb des Verriegeliingsniechanismus bezieht, ist es ohne weiteres zu ersehen, daß gleichermaßen mehrere Kugeln \orgesehen werden können, die sich jeweils in einer entsprechenden Kadiaibohrung /4 >;es minieren Tciies des Gehäuses iö befinden und jeweils mit einer Radialbohrung 26 der Hülse 21 zusammenarbeiten.

Die F ι g. J und 4 zeigen eine Ausführungsvariante der gleichen Vorrichtung mit sofortiger Öffnung, bei der ebenfalls das Gewicht bzw.der Druck der Flüssigkeit als treibendes Element ausgenutzt wird, wobei jedoch die Auslösung pyrotechnisch durch eine Translationsbewegung erfolgt. In diesen Figuren wurde mit Hilfe der gleichen Bez.ugsziffern. 5, 10, II, 16, 25, 31 und 44. die Teile angegeben, die denen der bereits beschriebenen Ausführungsform bei F i g. I und 2 entsprechen, wohingegen jedoch die Freisetzung des Ventils durch eine axiale Translationsbewegung der Verricgelungstei-Ie. anstelle einer Rotationsbewegung, erfolgt.

Das Gehäuse 16 der Auslösevorrichtung umfaßt ein feststehendes, zentrales rohrförmiges Element 32, wobei sich in diesem Gehäuse eine Muffe 33 in axialer Richtung bewegen kann. Eine Feder 34 hält die Muffe 33 in der oberen Lage und drückt hierbei einerseites auf ^J den Boden 35 des Gehäuses 16 und andererseits auf den umlaufenden Rand 43 der Muffe 33. Eine oder mehrere Kugeln 36 befinden sich teilweise in Radialbohrungen 37. die ir das feste, zentrale rohrförmige Element 32 eingebrach· sind, springen jedoch in Vcrriegelungsstel- * lung nach innen in eine Nut .38 der Stange 5. Fine kreisförmige Auflage 39 der Muffe 33 verhindert eine Zentrifugalverschiebung der Kugeln 36. Ein pyrotechnisches Element 40 in Form eines elektrischen Zünder:), abnehmbar, der sich beispielsweise in einer Auflage 41 befindet, ist mit einer elektrischen Schaltung über eine Zündvorrichtung 42 bekannter Bauart verbunden.

Somit ist ohne weiteres /u ersehen, daß bei einer elektrischen Auslösung des Zünders 40 die bei der Verbrennung des Pulvers entstehenden Gase, die Muffe 33 entgegen der Wirkung der Feder 34 nach unten gedrückt wird und daß die Kugeln 36, die an der Auflage 39 keinen Halt mehr finden, da eine Verschiebung nach unten eingetretei ist, aus der Nut 38 austreten.

Wie auch im vorhergehenden Falle bewegen sich Ventil 4 und Stange 5 (F i g. 2), unterstützt durch die Feder 10. augenblicklich nach unten und bieten somit der zu entleerenden Flüssigkeit einen maximalen Durehflußquerschnitt. Der Hub wird hierbei durch den Anschlag der oberen Auskragung 25 der Stange 5 am Abschnitt 3! ties iosisicncncicri, zentralen Elementes 32 begrenzt.

Die weitere Betriebsweise des Behalters wird nachstehend beschrieben. Nach Abnahme des pyrotechnischen Teiles und Einsetzen eines neuen Zünders wird die Mutter 8 (Fig. 2) gelöst Die auf die Muffe 33 wirkende Feder 34 drückt diese Muffe nach oben bis zum Anschlag gegen die Kugeln 36. die. wie in F i g. 4 dargestellt, in vorspringender Stellung verblieben sind. Wie £..λ.·π im vorhergehenden Fall werden Stange 5 und Ventil 4 bis zu dem Augenblick angehoben, zu dem sich die Nut 38 in Höhe der Kugeln 36 befindet. Die auf diesen Kugein aufliegende und durch die Feder 34 noch immer nach oben gedrückte Muffe 33 bewirkt eine nach dem Mittelpunkt hinstrebende Bewegung dieser Kugel, wodurch diese in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt, d.h. wie in Fig. 3 dargestellt, in der Nut 38 eingeschlossen werden. Der Absatz 39 der Muffe 33 befindet sich erneut in Höhe der Kugeln und hält diese fest. Die Festlegung des Ventils auf seiner Ventilauflage kann nunmehr, wie bereits beschrieben, durch Festschrauben der Mutter 8 erfolgen.

Gegebenenfalls ist es außerdem möglich, den Zünder auszutauschen, ohne daß hierzu eine Entleerung des Behälters oder Tanks erforderlich wäre.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Einrichtung zur Schnellentleerung eines Flugzeug-Kraftstofftanks, mit einer in einer Bodenwand des Kraftstofftanks eingelassenen öffnung, die einen Dichtsitz für einen die öffnung in Normalsteilung abdichtenden Dichtteller hat und mit einer Stange, welche sich durch das innere des Kraftstofftanks erstreckt und an deren freien Ende, welches durch die öffnung hindurch nach außen vorsteht, der von der Stange abdichtend gegen den Dichtsitz gezogene Dichtteller angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der der Öffnung gegenüberliegenden Deckenwand des Kraftstofftanks (1) eine auslösbare Verriegelungs- is einrichtung angeordnet ist, weiche die Stange (5) verriegelt hält, und daß eine das Öffnen des Dichttellers unterstützende Feder (10) vorgesehen ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Entriegelung des Dichttellers (4) durch eLiä relative Rotationsbewegung zwischen zwei koaxialen Teilen erfolgt, die das Austreten einer oder mehrerer Kugeln (36) nach sich zieht

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Entriegelung bewirkende Rotationsbewegung durch einen drehbaren Elektromagneten (27) bekannter Bauart gewährleistet ist

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelung des Dichttellers (4) durch eine relative Translationsbewegung zwischen zwei koaxialen Teilen gewährleistet ist, die eine oder mehrere ch.t der Verriegelung dienenden Kugeln (36) freisetzt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Tvanslationsbewegung durch Einwirkung eines pyrotechnischen Impulsgebers, vorzugsweise eines einfachen elektrischen Zünders (40) erfolgt

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammendrücken der Dichtung am Dichtsitz (2/3) durch einfaches Drehen an einer außenliegenden Mutter (8) regelbar ist die am unteren Teil der »Sen Dichtieller (4) durchdringenden und tragenden Stange (5) aufgeschraubt ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische bzw. pyrotechnische Auslöser an der Außenseite im oberen Teil des Kraftstofftanks (1) angeordnet ist.