DE2743994A1

DE2743994A1 - Einrichtung zur entlueftung von fluessigkeitsbehaeltern fuer flugzeuge

Info

Publication number: DE2743994A1
Application number: DE19772743994
Authority: DE
Inventors: Florian Hildebrandt; Joachim Ing Grad Popp
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 1977-09-30
Filing date: 1977-09-30
Publication date: 1979-04-05
Also published as: US4197870A; GB2018704B; DE2743994C3; FR2407859A1; GB2018704A; IT1099642B; IT7828274A0; DE2743994B2; FR2407859B1

Description

MOTOREN- UND TURBINEN-UNTON MÜNCHEN GHBH

München, den 8. September 1977

Einrichtung zur Entlüftuno von Flüssigkeitsbehältern für Flugzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Entlüftung gefährlichen Druckanstiegen ausgesetzter Flüssigkeitsbehälter für Flugzeuge, wobei eine in allen Lagen des Flugzeugs oberhalb des Flüssigkeitsspiegels mündende, den Behälter entlüftende Rohrleitung vorgesehen ist.

Durch die DT-AS 23 47 635 ist eine Entlüftungseinrichtung an einem Getriebe bekannt, bei der ein Entlüftungsrohr seitlich mittig so in den Tankraum hineinragt, daB die Mündung des Entlüftungsrohre in jeder Lage des Getriebes oberhalb des im Tank sich ausbildenden Schmiermittelepiegels liegen soll.

Unter Zugrundelegung der für eine ausreichende Schmierung benötigten Schmiermittelmenge wird bei der vorliegenden

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bekannten Einrichtung ein Tankvolumen vorausgesetzt, daß um ein Vielfaches größer sein muß als das vom Schmiermittel beanspruchte Tankvolomen.

Im vorliegenden bekannten Fall ergibt sich demnach ein Schmiermittelbehälter mit verhältnismäßig großen Abmessungen und einem verhältnismäßig hohen Eigengewicht.

Insbesondere hinsichtlich der Nutzraumbeanspruchung und des Gewichts wird man eich deshalb einem Eineatz einer derartigen Einrichtung bei Flugzeugen nur ungern zuwenden.

Des weiteren sind Flüssigkeitsbehälter hinsichtlich einer wirksamen Entlüftung bei Flugzeugen wesentlich extremeren Betriebsbedingungen ausgesetzt, als dies beispielsweise bei in verschiedenen Lagen zu handhabenden Arbeitsmaschinen, wie Bohrmaschinen oder dergleichen, der Fall ist.

Hierzu gehört beispielsweise die Konstanthaltung des Tankinnendrucke trotz verhältnismäßig starker auf den Flüssigkeitsbehälter einwirkender Beschleunigungskräfte, wie sie z.B. bei plötzlich eintretendem, verhältnismäßig rasch zu vollziehendem Sink- oder Steigflug oder bei verhältnismäßig rasch vollzogenen Umdrehungen eines Flugzeugs um dessen Längsachse (Rollen) auftreten können, und zwar unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Massenträgheit der im Tank enthaltenen Flüssigkeit.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zum einaangs genannten Stand der Technik vorgebrachten Nachteile zu beseitigen und eine Einrichtung zu schaffen, die bei verhältnismäßig geringem Tankvolumen eine in möglichst allen Fluglagen optimale Entlüftung des Flüseigkeitsbehälters gewahrleisten soll.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet:

a) innerhalb des Flüssigkeitsbehälter sind Entlüftungsrohre im wesentlichen stets so angeordnet, daß die Mündung mindestens eines Entlüftungerohrs oberhalb, die Mündung mindestens eines weiteren Entlüftungerohre unterhalb des Flüssigkeitsspiegel liegt, wobei die übrigen Enden der Entlüftungsrohre in voneinander getrennte sowie gegenüber dem Tankinnenraum abgedichtete Kammern münden;

b) den Kammern ist ein mittels eines Gewichts fluglageabhängig steuerbares Drehschieberventil zugeordnet, wobei Steuerschlitze dieses Ventils in der Heise zueinander versetzt angeordnet sind, daß bei gleichseitig freiem Strömungsdurchtritt über das mindestens eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegende Entlüftungs-

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rohr der Strömungsdurchtritt über das mindestens eine weitere unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegende Entlüftungsrohr abgesperrt ist.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung nachfolgend beispielsweise weiter erläutert; es zeigen:

Fig. 1 die seitliche Ansicht der Einrichtung nebst zugeordnetem Getriebe am Triebwerk in schematischer Darstellung,

Fig. 2 die teilweise aufgeschnitten dargestellte

Einrichtung unter Zuordnung eines gegenüber dem Triebwerk schematisiert wiedergesehenen ölkreislaufs,

Fig. 3 einen Querschnitt des zur Einrichtung crehörigen Drehschieberventils einschließlich zugehöriger Befestigungsmittel am Flüssigkeitsbehälter,

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV - IV der Fig. 3,

Fig. 5 eine Aneicht des Drehechieberventils in Blickrichtung B der Fig. 3 und

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Fig. 6 eine Ansicht des Drehschieberventils in Blickrichtung C der Ficr. 3, wobei in Fig. 6 jedoch das Drehsohieberventil gegenüber Fig. 3 verdreht angeordnet ist.

Ficj. 1 erläutert die Anordnung des Flüssigkeitsbehälters 10, z.B. eines Öltanks und eines zugeordneten Getriebes 11 an einem Turbinenstrahltriebwerk 12. Der normale ^!spiegel ist mit 13 bezeichnet, 14 stellt das Drehschieberventil dar.

Fig. 2 zeigt schematisch die Lage des hier beispielsweise zur Hälfte mit öl gefüllten Flüssigkeitsbehälter im ölkreislauf. Der ölrücklauf 15 vom Triebwerk 12 führt direkt in den Flüssigkeitsbehälter 10; von dort wird das Ol über eine Leitung 16 zu einer Pumpe 16' geführt, die es über eine weitere Leitung 12' zurück ins Triebwerk befördert.

Ein Druckanstieg im Tank bei schwankendem Olspiegel und/oder anderen Fluglagen als der dargestellten, normalen, wird dadurch verhindert, daß an einem das Ventil 14 umhüllenden Gehäuse 14* eine Entlüftungsleitung 17 vorgesehen ist, die im vorliegenden Falle in das Getriebe 11 führt. Dessen Druck wird durch andere Maßnahmen konstant gehalten, z.B. über ein Druckhalteventil.

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Die dauernde Tankentlüftung ist so gedacht, daß stets die Mündung des oberen Entlflftungsrohres 18 oder des unteren l'ntlüftungsrohres 19 oberhalb des ttlspiegels liegt. Dem zuoeordnet müssen im Drehschieberventil 14 jeweils entsprechende Querschnitte in spater noch naher erläuterter Weise geftffnet bzw. geschlossen werden. Das öffnen und Schlie9en der Querschnitte muß - wie der ölspiegel 13 - fluglageabhSngig sein, was dadurch geschieht, daß ein mittels eines Gewichts 27 belasteter Hebel 26 einen Drehschieber 22 in die jeweils benötigte Stellung fallen läßt.

Fig. 3 und 4 zeigen die Bauteile des Drehschieberventils 22. In einem Gehäuse 20 ist ein Einsatz 21 eingelotet. Im Einsatz

21 ist der Drehschieber 22 einschließlich eines zugehörigen hülsenartigen Einsatzes 23 drehbar crelagert, die beide miteinander durch eine Schraubenverbindung 24 verbunden und gegen Verdrehung durch den Stift 25 gesichert sind. Der Drehschieber

22 weist am Hebel 26 das Gewicht 27 auf, dessen Wog in Umfangsrichtung, bezogen auf die Mitte Drehschiebers, durch die gehäuse· eeitigen Anschläge 28, 29 begrenzt ist. Das Gehäuse 20 ist in diesem Falle mittels Schrauben 30 an einer Grundplatte 31 befestigt, die ihrerseits wiederum über Schrauben 32 mit dem Flüssigkeitsbehälter 10 verschraubt ist. Es ist aber auch eine Gußaeeführung Gehäuse 20/Grundplatte 31 denkbar.

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Innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 10 befinden sich zwei Kammern 33, 34 (Fig. 3 und 3}, wobei die Kammer 33 mit dem oberen Entlüftungsrohr 13 und die Kammer 34 mit dem unteren Entlüftungarohr 19 verbunden sind. Beide Kammern 33, 34 sind gegenüber dem Flüssigkeitsbehälter 10 mittels der KSnde 35 und 36 abgeschlossen, untereinander sind die Kammern 33, 34 durch den Steg 37 voneinander getrennt (Fig. 3).

In der Grundplatte 31 befinden sich zwei öffnungen 30, 39 (Fig. 5), wobei die Öffnung 38 der Kammer 33 und die Öffnung 39 der Kammer 34 zugeordnet ist. Im GehÄuse 20 befinden sich ebensolche Offnungen 40, 41 (Fig. 3), die mit zwei koaxial zur Langsachse des Drehschieberβ 22 angeordneten, voneinander getrennten Ringkanälen 42, 43 des Einsatzes 21 verbunden sind (Fig. 3 und 4). Die Fingkanäle 42, 43 sind durch einen Steg 44 voneinander getrennt. Wie aus Fig. 3 bis 5 hervorgeht, sind die Offnungen 36, 40 einerseits und 39, 41 andererseits einander so zugeordnet, daß sie nicht nur durch einen Steg 37 voneinander getrennt, sondern auch seitlich zueinander versetzt angeordnet sind, so daß 38/40 mit dem einen Ringkanal 42 und 39/41 mit dem anderen Ringkanal 43 verbunden sind. Der Einsatz 21 besitzt in diesem Fall« pro Ringkanal vier Schlitze 45, 46, wobei die Schlitze 45 dem einen Ringkanal 42 und die Schlitze 46 dem anderen Ringkanal zugeordnet sind. Es sind pro Ringkanal 42, 43 wegen des Druckausgleichs zwischen dem Einsatz 21 und dem Drehschieber 22/23 jeweils zwei einander gegenüberliegende Schlitze vorzusehen.

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Im übrigen sind die jeweils viar Schlitze 45 bzw. 4 5 des Einsatzes 21 gleichförmig in Uir.fangarichtung uiitersiridncl-'r be ab standet sowie parallel ?.ur Längsachse L des Drehschiebere 22 übereinander liegend angeordnet.

Der Drehschieber 22 weist ebenfalls vier in Höhe des einan oder des anderen Ringkanals 42, 43 liegende, bzw. in Höhe der Schlitze 45, 46 des Einsatzes 21 liegende Steuerschlitze 50, 51 auf, wobei jedoch die Steuerschlitze 51 gegenüber den Steuerschlitzen 50 versetzt angeordnet sind.

Der Drehschieber 22 besitzt weiter zwei Zylinderkamraern 47, 48, wobei die Zylinderkamraer 4 7 von dem hülsenartigen Einsatz 23 gebildet ist, welcher mit Durchströmschlitzen 52 versehen ist, die stets deckungsgleich zu den Schlitzen 50 des Drehschiebers 22 angeordnet sind. Der hülsenartige Einsatz soll zur axialen Fixierung sämtlicher sich drehender Teile vorgesehen sein. Im übrigen sind die Zylinderkammern 47, 48 durch eine Wand 49 getrennt (Fig. 4).

Gem&fi Fig. 3 sind die Steuerschlitze 51 zu den Steuerschlitzen 50 in Achsrichtung um den Winkel Pt versetzt angeordnet, wobei B ■ 2 <6 ist. Die Steuerschlitze 50 decken sich in der gezeichneten Lage mit den Schlitzen 45 des Einsatzes 21. Wird der Schieber um 2«C«# gedreht, kommen die Steuerschlitze 51

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des Drehschiebers 22 mit den Schlitzen 46 des Einsatzes zur Deckung. Der Winkel/3 ist so abgestimmt, daß entweder eine Strömung Rohr 18/Kammer 33/öffnungen 38 und 40/Ringkanal 42/Schlitze 45, 50, 52/Zylinderkammer 47 möglich ist, wobei eine Strömung Rohr 19/Kammer 34/öffnungen 39 und 41/Ringkanal 43/Schlitze 46 und 51/Zylinderkammer 48 durch die versetzten Schlitze 46 und 51 unterbrochen ist, oder umgekehrt.

Die entweder aus der Zylinderkammer 47 oder 48 austretende Luftströmung gelangt über den vom Gehäuse 14' umschlossenen Raum des Drehschieberventils 14 (Fig. 2) in die Entlüftungsleitung 17, die an das Getriebe 11 angeschlossen ist.

Der Flüssigkeitsbehälter 10 wird also immer dann voll entlüftet, wenn die Lage des ölepiegels im Behälter eine der beiden Entlüftungsrohre 18 oder 19 freigibt und gleichzeitig das Gewicht 27 infolge der zur Zeit darauf wirkenden Resul tierenden aller Beschleunigungen an einem der Anschläge 28 oder 29 so anliegt, daß eine Entlüftung Rohr 18 bis Kammer 47 und eine Blockierung Schlitz 46 gegenüber 51 besteht (Anschlag bei 29), oder eine Entlüftung Rohr 19 bis Kammer 48 und eine Blockierung Schlitz 45 gegenüber Schlitz 50 besteht (Anschlag bei 28).

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Das PreVschieberventi 1 soll selbst rinnn wirksam einsetztar sein, wenn das Gewicht 27 seine rn<5r;tet Ιυηα verlädt und teils die entlflftenrten Schlitze schon verschlieft bzw. t»?il s die verschließenden Schiit?« bereits öffnet (z.B. 90° Steigflug).

Iline Optimierung der Funktionsf "hi gkp.it kann erfolgen durch geeignete Wahl der Lage der Mündungen der beiden Entlflftungsrohre 18, 19 im Flüssigkeitsbehälter, und indnn das gesamte Ventil gegenüber dem Flüssigkeitsbehälter 10 vordreht wird (Fig. 6), wobei es in dieser verdrehten Stellung mittels der Schrauben 32 wieder am Flüssigkeitsbehälter 10 festgelegt werden kann.

In den Zeichnungen nicht weiter dargestellt, besteht die Möglichkeit diverser Variationen hinsichtlich des Aufbaue der Einrichtung in Abhängigkeit von den betrieblichen Anforderungen.

So ist es z.B. möglich, daß innerhalb des Flüssigkeitsbehälter mehrere voneinander getrennte Kammern vorgesehen sind, wobei diesen Kammern sinngemäß mehrere voneinander getrennte Ringkanäle des Drehschiebers zugeordnet sind, die jeweils für sich über Durchströmschlitze mit entsprechend zugeordneten, voneinander getrennten Kammern des Drehschiebers in Verbindung bringbar sind, wobei z.B. bei drei innerhalb de· Flüssigkeitsbehälterβ angeordneten, voneinander getrennten Kairoern neben den beiden durch die äußeren Gehäuseanschläge begrenzten Endstellungen des Drehschieber· eine mittlere Endstellung desselben für die Tankentlüftung einstellbar ist.

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L e e r s e i t e

Claims

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MÖNCHEN GMBH

München, den 20. September 1977

Pate η tan Sprüche

1. Einrichtung zur Entlüftung gefährlichen Druckanstiegen ausgesetzter Flüssigkeitsbehälter für Flugzeuge, wobei eine in allen Lagen des Flugzeugs oberhalb des Flüssicrkeitsspiegels mündende, dan Behälter entlüftende Rohrleitung vorgesehen ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) innerhalb des Flüssigkeitsbehälters (10} sind Entlüftungsrohre (Id, 19) im wesentlichen stets so angeordnet, daß die Mündung mindestens eines EntlUftungsrohrs oberhalb, die Mündung mindestens eines weiteren EntlUftungsrohrs unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, wobei die übrigen Enden der Entlüftungsrohre in voneinander getrennte sowie gegenüber dem Tankinnenraum abgedichtete Kammern (33, 34) münden;

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b) den Kammern (33, 34) ist ein mittels eines Gewichts (27) fluglageabhängig steuerbares Drehschieberventil (14) zugeordnet, wobei Steuerschlitze (50, 52 bzw. 51) dieses Ventils in der Weise zueinander versetzt angeordnet sind, daß bei gleichzeitig freiem Strömungsdurchtritt über das mindestens eine oberhalb des Flüssigkeitsspiegels liegende Entlüftungsrohr der Strömungsdurchtritt über das mindestens eine weitere unterhalb des Flüssigkeitsspiegele liegende Enltlüftungsrohr abgesperrt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (22) in einem mit dem Flüssigkeitsbehälter (10) verbundenen Gehäuse (20) schwenkbar gelagert ist, welches zwei Anschläge (28, 29) für den maximalen Verstellweg des mit dem Drehschieber (22) verbundenen Gewichts (27) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gehäuse (20) und dem Drehschieber (22) über einen mit dem Gehäuse verbundenen Einsatz (21) zwei nebeneinander liegende, voneinander getrennte Ringkanäle (42, 43) gebildet sind, die mit jeweils voneinander getrennten Gehäuseöfffnungen (40, 41) korrespondieren, die ihrerseits über weiter·

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öffnungen (38, 39) einer Grundplatte (31) mit den beiden voneinander getrennten Kammern (3 3, 34) in Verbindung stehen, wobei der Drehschieber (22) zwei durch eine Wand (49) voneinander getrennte zylindrische Kammern (47, 48) aufweist, die an den äußeren, der Trennebene abgewandten Enden offen sind und in einen das Ventil umgebenden, mit einer Entlüftungsleitung (17) in Verbindung stehenden Raum münden, wobei der Einsatz (21) sowohl in Hohe des einen (42) als auch in Hflhe des anderen Ringkanals (43) in gemeinsamen Längsebenen liegende, jeweils gleichförmig in Umfangsrichtung beabstandete Schlitze (45, 46) aufweist, während der Drehschieber (22) ebenfalls in Höhe des einen (42) und anderen Ringkanais (43) liegende, jedoch pro Ringkanal bzw. -kammer in Umfangsrichtung zueinander versetzte Steuerschlitze (50, 51) aufweist, so daß je nach der augenblicklich erreichten Endstelung des Drehschiebers (22) entweder der eine Ringkanal (42) über die Schlitze (45, 50) mit der zylindrischen Kammer (47) oder der andere Ringkanal (43) über die Schlitze (46, 51) mit der weiteren zylindrischen Kammer (48) verbunden ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine zylindrische Kammer (47) des Drehschiebers (22) von einem hülsenartigen, mit dem Drehschieber drehfest verbundenen Einsatz (23) gebildet

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1st, der mit gegenüber den Steuerschlitzen (50) des Drehschiebers Im wesentlichen deckungsgleich fluchtenden Durchströmschlitzen (52) versehen ist.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Flüssigkeitsbehälter mehrere voneinander getrennte Kammern vorgesehen sind, wobei diesen Kammern sinngemäß mehrere voneinander getrennte Ringkanäle des Drehschiebers zugeordnet sind, die jeweils für sich über Durchströmschlitze mit entsprechend zugeordneten, voneinander getrennten Kammern des Drehschiebers in Verbindung bringbar sind, wobei z.B. bei drei innerhalb des Flüssigkeitsbehälter angeordneten, voneinander getrennten Kammern neben den beiden durch die äußeren Gehäuseanschläge begrenzten Endstellungen des Drehschiebers eine mittlere Endstellung desselben für die Tankentlüftung einstellbar ist.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse dee Drehschiebers in einer Ebene liegt, die durch die Längs- und Querachse des Flugzeugs gebildet ist.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dafi die Längsachse des Drehschieber zu der durch die Längs- und Querachse des Flugzeugs gebildeten Ebene geneigt angeordnet ist.

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8. Einrichtung nach den Ansprüchen J bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehschieberveiitil am Flüssig keitsbehälter verdrehbar, bzw. in unterschiedlichen Lagen festlegbar angeordnet ist.

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