DE2743994B2 - Einrichtung zur Entlüftung von Flüssigkeitsbehältern für Flugzeuge - Google Patents

Description

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 DE-AS 2347635 ist eine Entlüftungseinrichtung an einem Getriebegehäuse bekannt, bei der ein Entlüftungsrohr seitlich mittig so in das Getriebegehäuse hineinragt, daß die Mündung des Entlüftungsrohrs in jeder Lage des Getriebegehäuses oberhalb des im Gehäuse sich ausbildenden Schmiermittelspiegels liegen soll.

Unter Zugrundelegung der für eine ausreichende Schmierung benötigten Schmiermittelmenge wird bei der bekannten Einrichtung ein Tankvolumen vorausgesetzt, das um ein Vielfaches größer sein muß als das vom Schmiermittel beanspruchte Tankvolumen.

Im bekannten Fall ergibt sich demnach ein Schmiermittelbehälter mit verhältnismäßig großen Abmessungen und einem verhältnismäßig hohen Ei-

gengewjcht.

Insbesondere hiasichtlich der Nutzraumbeanspruchung und des Gewichts wird man sich deshalb einem Einsatz einer derartigen Einrichtung bei Flugzeugen nur ungern zuwenden.

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

Hierzu gehört beispielsweise die Konstanthaltung des Tankinnendrucks 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 Drehbewegungen eines Flugzeugs um dessen Längsachse (Rollen) auftreten können, und zwar unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Massenträgheit der im Tank enthaltenen Flüssigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zum eingangs 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 Flüssigkeitsbehälters gewährleisten soll.

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

a) innerhalb des Flüssigkeitsbehälters sind Entlüftungsrohre so angeordnet, daß stets die Mündung mindestens eines Entlüftungsrohrs oberhalb, die Mündung mindestens eines weiteren Entlüftungsrohrs unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, wobei die jeweils anderen Enden der Entlüftungsrohre in voneinander getrennte sowie gegenüber dem Tankinnenraum abgedichtete Kammern münden;

b) den Kan:nern ist ein mittels eines durch Beschleunigungskräfte verstellbaren Gewichts fluglageabhängig steuerbares Drehschieberventil zugeordnet, wobei Steuerschlitze dieses Ventils in der Weise zueinander versetzt angeordnet sind, daß bei freiem Strömungsdurchtritt über das mindestens eine oberhalb Jes Flüssigkeitsspiegels liegende Entlüftungsrohr gleichzeitig der Strömungsdurchtritt über das mindestens eine weitere unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegende Entlüftungrrohr abgesperrt ist.

Vorteiihafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Untrransprüchen angegeben.

Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung nachfolgend beispielsweise erläutert. Es zeigt

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 wiedergegebenen ölkreislaufs,

Fi g. 3 einen Querschnitt des zur Einrichtung gehörigen Drehschieberventils einschließlich zugehöriger Befestigungsmittel am Flüssigkeitsbehälter,

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

Fig. 5 eine Ansicht r"cs Drehschieberventils in Blickrichtung B der Fig. 3 und

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

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

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

Einen Druckanstieg im Tank bei schwankendem ölspiegel 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.
• Die dauernde Tankentlüftung ist so gedacht, daß stets die Mündung des oberen Entlüftungsrohres 18 oder des unteren Entlüftungsrohres 19 oberhalb des ölspiegels liegt. Dem zugeordnet müssen im Drehschieberwinkel 14 jeweils entsprechende Querschnitte in später noch näher erläuterter Weise geöffnet bzw. geschlossen werden. Das öffnen und Schließen der Querschnitte muß - wie der ölspiegel 13 - fluglageabhängig 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 14. In einem Gehäuse 20 ist ein Einsatz 21 eingelötet. Im Einsatz 21 ist der Drehschieber 22 einschließlich eines zugehörigen hülsenartigen Einsatzes 23 drehbar gelagert, 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 Weg in Umfangsrichtung, bezogen auf die Mitte des Drehschiebers, durch die gehäuseseitigen 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 Gußausführung Gehäuse (20/Grundplatte 31 denkbar.

Innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 10 befinden sich zwei Kammern 33, 34 (Fig. 2 und 3), wobei die Kammer 33 mit dem oberen Entlüftungsrohr 18 und die Kammer 34 mit dem unteren Entlüftungsrohr 19 verbunden sind. Beide Kammern 33, 34 sind gegenüber dem Flüssigkeitsbehälter 10 mittels der Wände 35 und 36 abgeschlossen, untereinander sind die Kammern 33. 34 durch den Steg 37 voneinander getrennt (Fig. 3).

In der Grundplatte 31 befinden sich zv/ei Öffnungen 38, 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 Öffnungen 40, 41 (Fig. 3), die mit zwei koaxial zur Längsachse des Drehschiebers 22 angeordneten, voneinander getrennten Ringkanälen 42,43 des Einsatzes

21 verbunden sind (Fig. 3 und 4). Die Ringkanäle 42,43 sind durch einen Steg 44 voneinander getrennt. Wie ans Fig. 3 bis 5 hervorgeht, sind die Öffnungen 38, 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 die Öffnungen 38/40 mit dem einen Ringkanal 42 und die Öffnungen 39/41 mit dem anderen Ringkanal 43 verbunden sind. Der Einsatz 21 besitzt in diesem Falle pro Ringkanal vier Schlitze 45,46, wobei die Schlitze 45 dem einen Ringkanal 42 und die Schlitze 46 dem anderen Ringkanal 43 zugeordnet sind. Es sind pro Ringkana! 42, 43 wegen des Druckausgleichs zwischen dem Einsatz 21 und dem Drehschieber 22/23 jeweils zwei einander gegenüberliegende Schlitze vorzusehen.

Im übrigen sind die jeweils vier Schlitze 45 bzw. 46 des Einsatzes 21 gleichförmig in Umfangsrichtung untereinander beabslandet sowie parallel zur Längsachse L des Drehschiebers 22 übereinander liegend angeordnet.

Der Drehschieber 22 weist ebenfalls vier in Höhe des einen 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 Zylinderkammern 47, 48, wobei die Zylinderkammer 47 von dem hülsenartigen Einsatz 23 gebildet ist, welcher mit Durchströmschlitzen 52 versehen ist, die stets dekkungsgleich zu den Schlitzen 50 des Drehschiebers 22 angeordnet sind. Der hülsenartige Einsatz soll zur axialen Fixierungsämtlicher sich drehender Teile vorgesehen sein. Im übrigen sind die Zylinderkammern 47, 48 durch eine Wand 49 getrennt (Fig. 4).

Gemäß Fig. 3 sind die Steuerschlitze 51 zu den Steuerschlitzen 50 in Achsrichtung um den Winkel β versetzt angeordnet, wobei ß—2a ist. Die Steuerschlitze 50 decken sich in der gezeichneten Lage mit den Schlitzen 45 des Einsatzes 21. Wird der Schieber um 2a = β gedreht, kommen die Steuerschlitze 51 des Drehschiebers 22 mit den Schlitzen 46 des Einsatzes zur Deckung. Der Winkel β 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/Offnungen 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 ölspiegels im Behälter eine der beiden Entlüftungsrohre 18 oder 19 freigibt und gleichzeitig das Gewicht 27 infolge der zur Zeit darauf wirkenden Resultierenden 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).

Das Drehschieberventii soll selbst dann wirksamer einsetzbar sein, wenn das Gewicht 27 seine Endstelluno vprljiRt iinH tpij« Hip pntliiftpnHpn S^hÜ'Z? Schon verschließt bzw. teils die verschließenden Schlitze bereits öffnet (z. B. 90° Steigflug).

Eine Optimierung der Funktionsfähigkeit kann erfolgen durch geeignete Wahl der Lage der Mündungen der beiden Entlüftungsrohre 18,19 im Flüssigkeitsbehälter, "nd indem das gesamte Ventil gegenüber dem Flüssigkeitsbehälter 10 verdreht 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 Aufbaus der Einrichtung in Abhängigkeit von den betrieblichen Anforderungen.

So ist es z. B. möglich, daß innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 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 Flüssigkeitsbehälters angeordneten, voneinander getrennten Kammern neben den beiden durch die äußeren Gehäuseanschläge begrenzten Endstellungen des Drehschiebers eine mittlere Endstellung desselben für die Tankentlüftung einstellbar ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche;;

1. 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, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) innerhalb des Flüssigkeitsbehälters (10) sind Entlüftungsrohre (18,19) so angeordnet, daß stets die Mündung mindestens eines Entlüftungsrohrs oberhalb, die Mündung mindestens eines weiteren Entlüftungsrohrs unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt, wobei die jeweils anderen Enden der Entlüftungsrohre in voneinander getrennte sowie gegenüber dem Tankinnenraum abgedichteten Kammern (.S3, 34) münden;

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

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (22) des Drehschieberventils (14) 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 nebeneinanderliegende, voneinander getrennte Ringkanäle (42,43) gebildet sind, die mit jeweils voneinander getrennten Gehäuseöffnungen (40, 41) korrespondieren, die ihrerseits über weitere öffnungen 38, 39) einer Grundplatte (31) mit den beiden voneinander getrennten Kammern (33,34) 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 Höhe des einen (42) als auch in Höhe 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 Ringkanals (43) liegende, jedoch pro Ringkanal bzw. -kammer in Umfangsrichtung zueinander versetzte Steuerschlitze (50, 51) aufweist, so daß je nach der augenblicklich erreichten Endstellung

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 Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die eine zylindrische Kammer (47) des Drehschiebers (22) von einem hülsenartigen, mit dem Drehschieber drehfest verbundenen Einsatz (23) gebildet ist, 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 Flüssigkeitsbehälters 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 getFennten Kammern des Drehschiebers in Verbindung bringbar sind, wobei z. B. bei drei innerhalb des Flüssigkeitsbehälters angeordneten, voneinander getrennten Kammern neben den beiden durch die äußeren Gehäuseanschläge begrenzten Endstellungen drs Drehschiebers eine mittlere Endstellung desselben für die Tankentlüftung einstellbar ist.

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

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des Drehschiebers zu der durch die Längs- und Querachse des Flugzeugs gebildeten Ebene geneigt angeordnet ist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehschieberventil am Flüssigkeitsbehälter in unterschiedlichen Lagen festlegbar angeordnet ist.