DE678457C

DE678457C - Altitude aircraft chamber

Info

Publication number: DE678457C
Application number: DEH154428D
Authority: DE
Inventors: Emil Kolland; Dipl-Ing Karl Wachs
Original assignee: Henschel Flugzeugwerke AG
Current assignee: Henschel Flugzeugwerke AG
Priority date: 1938-01-22
Filing date: 1938-01-22
Publication date: 1939-07-15

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
15. JULI 1939ISSUED ON
JULY 15, 1939

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 62b.GRUPPE 3osCLASS 62b. GROUP 3os

H154428 XIjOa bH154428 XIjOa b

sind als Erfinder genannt worden.have been named as inventors.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Januar 1938 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 22. Juni 1939Patented in the German Empire on January 22 , 1938 from the date of patent issue announced on June 22, 1939

Bei den Flugzeugen, die bestimmt sind, größere Höhen aufzusuchen, ist es bekannt, für die Flugzeuginsassen eine Kammer vorzusehen, die allseitig geschlossen ist und die unter einen inneren Überdruck gesetzt werden kann. In solchen Höherikammern können für die Insassen auch in den hohen, dünneren Luftschichten die für den Menschen zuträglichen Luftverhältnisse geschaffen werden, die das Atmen ohne Sauerstoffgeräte ermöglichen. Die Herstellung des inneren Überdrucks erfolgt mittels Gebläses, das die aus der Atmosphäre entnommene Frischluft in die Kammer drückt.In the case of aircraft that are intended to go to higher altitudes, it is known to provide a chamber for the aircraft occupants which is closed on all sides and which can be placed under an internal overpressure. In such higher chambers you can for the occupants, even in the high, thinner layers of air, those that are beneficial for people Air conditions are created that allow breathing without oxygen equipment. The internal overpressure is created by means of a blower that controls the presses fresh air extracted from the atmosphere into the chamber.

Da bei diesen Höhenkammern mit innerem Überdruck die Wandung im wesentlichen durch Zugkräfte beansprucht wird, ist zur Erzielung der notwendigen Festigkeit nur ein dünner Wandquerschnitt erforderlich. Aus Gründen der Gewichtsersparnis wird man von diesem Vorteil Gebrauch machen und die Kammerwandung entsprechend dünn ausführen. Eine weitere Querschnittsverringerung und somit Gewichtserspamis ist ferner dadurch möglich, daß man in großen Höhen mit dem Innendruck der Kammer unter den Atmosphärendruck in Bodennähe herabgehen kann, und zwar bis zu der für den Menschen zum freien Atmen gerade noch zuträglichen Daruckhöhe, die ungefähr bei 0,6 Atm. liegt. Die diesem Innendruck entsprechend dünnwandige Kammer unterliegt aber in tieferen Luftzonen der Einwirkung von äußeren Druckkräften, für die die Kammerwandung alsdann nicht die entsprechende Festigkeit aufweist. Ein ZusammendrückenSince in these height chambers with internal overpressure, the wall essentially is stressed by tensile forces, is to achieve the necessary strength only a thin wall cross-section required. For the sake of weight saving it will you can make use of this advantage and make the chamber wall correspondingly thin carry out. Another reduction in cross-section and thus weight savings is also possible possible by being at great heights with the internal pressure of the chamber can go below atmospheric pressure near the ground, up to that for the For people to breathe freely, the daruck height is just about 0.6 atm. lies. The thin-walled chamber is subject to this internal pressure but in deeper air zones the action of external pressure forces, for which the chamber wall then does not have the appropriate strength. A squeeze

der Flugzeugkaxnmer wäre die Folge, wenn man den Wandquerschnitt lediglich den vorhandenen Zugkräften anpassen würde. Infolgedessen kann die durch den inneren Über: druck gegebene Gewichtsersparnis nicht Anwendung finden, wenn nicht gleichzeitig bei äußerem Überdruck ein Druckausgleich ge schaffen werden kann.the aircraft would be the result if the wall cross-section is only the existing one Would adjust tensile forces. As a result, through the inner over can: The weight savings given in the print do not apply, if not at the same time with external overpressure pressure equalization can be created.

Die Bestrebungen, insbesondere bei der ίο Entwicklung von Militärflugzeugen gehen nun dahin, daß das Flugzeug für gewöhnlich sich in großen Höhen bewegen soll und im Sturzflug in die unteren Höhen herabstoßen soll. Dabei gelangt das Flugzeug in kurzer Zeit aus dünnen Luftschichten in die Luftzone in Bodennähe, wobei an der Luftkammer ein sehr rascher Wechsel von äußerem Unterdruck zu äußerem Überdruck eintritt. Aber auch bei Zivilflugzeugen, die für den Verkehr in großen Höhen bestimmt sind, kann die Notwendigkeit sich ergeben, daß bei Störungen an der Gebläseanlage und Abfall des notwendigen Innendrucks rasch untere Luftzonen aufzusuchen sind, in denen die Kammer äußeren Dtruckkräften ausgesetzt ist. Man hat daher bislang allgemein den Wandquerschnitt der Kammer von Höhenflugzeugen stärker gemacht und einen höheren Innendruck verwendet, als die Beanspruchung der Kammerwandung in großen Höhen es erfördert, und dabei die entsprechende Erhöhung des Gewichts und der Gebläseleistung mit in Kauf genommen.The efforts, especially in the ίο development of military aircraft, are now going to the fact that the aircraft should usually move at high altitudes and dive should plunge down into the lower heights. In doing so, the aircraft quickly moves out of thin layers of air into the air zone near the ground, with a very rapid change in external negative pressure at the air chamber to external overpressure occurs. But also for civil aircraft that are used for traffic are intended at high altitudes, it may be necessary that in the event of faults quickly lower air zones on the blower system and a drop in the necessary internal pressure are to be visited in which the chamber is exposed to external pressure forces. Man therefore has so far generally had the wall cross-section of the chamber of high-altitude aircraft Made stronger and used a higher internal pressure than the stress of the Chamber wall at great heights it promoted, and thereby the corresponding increase the weight and the fan power taken into account.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, die unter innerem Überdruck stehende Kammer mit einem beim Abwärtsflug durch den zunehmenden äußeren Luftdruck sich nach innen öffnenden Ventil zu versehen, um eine Belastung der Kammer allein durch äußere Luftkräfte zu verhindern. Die Erfindung hat eine verbesserte Ausbildung der Druckausgleicheinrichtung zum Gegenstand. Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß ein in bekannter Weise dem Kammerinnen druck und Außendruck ausgegesetztes und auf den Außendruck ansprechendes Organ mit einer elektrischen oder mechanischen Einrichtung kraftschlüssig verbunden ist, die zur Auslösung einer das Öffnen des Diruckausgleichventils bewirkenden Kraft dient. Die Betätigungsvorrichtung für das Ventil ist so ausgebildet, daß eine den beim Sturzflug auftretenden Geschwindigkeiten entsprechende rasche Freilegung der für den Druckausgleich vorgesehenen Öffnungen erzielt wird. Dabei kann als Antriebskraft eine Feder Verwendung finden, die bereits bei Druckgleichheit ein Öffnen des Ventils bewirkt, oder ein durch 'das Druckgefälle angetriebenes Flügelrad, das einen Absperrschieber betätigt.It has already been suggested that under internal overpressure chamber with one during the descent through the increasing external air pressure to provide inwardly opening valve to a To prevent loading of the chamber solely by external air forces. The invention has an improved design of the pressure equalization device to the subject. That essential characteristics of the invention is that a known manner the Chamber exposed to internal and external pressure and to the external pressure responsive organ with an electric or mechanical device is positively connected to trigger a das The force acting on the pressure compensation valve is used. The actuator for the valve is designed so that one of the speeds occurring during a dive corresponding rapid exposure of the openings provided for pressure equalization is achieved. It can be used as a driving force a spring can be used that opens when the pressure is equal of the valve, or an impeller driven by the pressure gradient, the operated a gate valve.

Durch die Erfindung ist die Sicherheit gegeben, daß die Kammer mit einem Innendruck/ der unter dem Druck einer Atmosphäre liegt, beim Erreichen von Luftzonen mit gleichem oder höherem Druck sogleich ■ mit der Außenluft in Verbindung gebracht wird, um einen raschen Druckausgleich herbeizuführen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Wandstärke der Kammer zur weitestgehenden Gewichtsersparnis den bei einem Innendruck von weniger als einer Atmosphäre sich ergebenden Zugkräften anzupassen. Gleichzeitig kann fine für den niedrigen Innendruck entsprechend kleine .Gebläseleistung gewählt werden. " In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands dargestellt. Es zeigenThe invention ensures that the chamber with an internal pressure / which is under the pressure of one atmosphere when reaching air zones with the same or higher pressure immediately ■ brought into contact with the outside air to bring about a rapid pressure equalization. This is the possibility given, the wall thickness of the chamber for the greatest possible weight savings to adapt to an internal pressure of less than one atmosphere resulting tensile forces. At the same time, fine for the low internal pressure can be correspondingly small .Blower power can be selected. "In the drawing are exemplary embodiments of the subject matter of the invention. Show it

Abb. ι die Ventilanordnung mit elektromagnetischer Betätigung, im Querschnitt,Fig. Ι the valve assembly with electromagnetic Actuation, in cross-section,

Abb. 2 ein anderes Ausführungsbeispiel der Ventilausbildung,Fig. 2 another embodiment of the valve design,

Abb. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ventils mit elastisch nachgiebigem Absperrorgan-in der Schließlage,Fig. 3 shows another embodiment of the valve with an elastically flexible shut-off device the closed position,

Abb. 4 ein mechanisch betätigtes Druckausgleichventil undFig. 4 a mechanically operated pressure equalization valve and

Abb. 5 eine weitere Ventilausbildung. Es bezeichnet 1 die äußere Kammerwandung und 2 die innere Kammerwandung. Das Druckausgleichventil 3 ist zweckmäßig in dem Zwischenraum zwischen den Wandungen angeordnet. Es besteht aus dem Ventilteller 4 mit einer Dichtungsscheibe ausi elastisch nachgiebigem Werkstoff. Der Ventilteller 4 ist an einer Führungsstange 5 befestigt, die in Abb. ι mit einem Schwinghebel 6 verbunden ist. Eine Feder 7 ist bestrebt, das Ventil 4 zu öffnen. Zur Sicherung des Ventils 4 in too der Schließlage dient eine Nase 8, die an einem Schwingarm 9 angeordnet ist und als Anschlag für den Schwinghebel 6 in der geschlossenen Lage des Ventils 4 wirksam ist. Der Schwingarm 9 ist mit dem Anker ι ο eines Elektromagneten 11 verbunden und wird durch eine Feder 12 in die Sperrlage für den Schwinghebel 6 zurückgeführt. Die Kontakte 13 des Elektromagneten 11 werden durch, eine Membran 1-4 geschaltet. Diese Membran ist in der Innenwand 2 der Kammer angeordnet. Die eine Seite der Membran steht durch die Öffnung 15 in der Außenwand unter der Einwirkung des Außendrucks, -während auf die andere Membranseite der Kammerinnendruck wirkt. Steigt der Außendruck über den Kammerinnendruck, so wird die Membran nach innen gedrückt, und die Kontakte des Elektromagneten werden dabei geschlossen. Dieser zieht den Anker 10 an und entriegelt dadurch die Führungsstange S des Ventütellers 4, der durch die Feder 7 in dieFig. 5 another valve design. It denotes 1 the outer chamber wall and 2 the inner chamber wall. The pressure compensation valve 3 is useful in the Intermediate space arranged between the walls. It consists of the valve disc 4 with a sealing washer made of elastically flexible Material. The valve disk 4 is attached to a guide rod 5, which is shown in FIG Fig. Ι is connected to a rocker arm 6. A spring 7 tends to move the valve 4 to open. To secure valve 4 in too the closed position is a nose 8, which is arranged on a swing arm 9 and as Stop for the rocker arm 6 in the closed position of the valve 4 is effective. The swing arm 9 is connected to the armature ι ο of an electromagnet 11 and is returned to the blocking position for the rocker arm 6 by a spring 12. The contacts 13 of the electromagnet 11 are a membrane 1-4 switched. This membrane is arranged in the inner wall 2 of the chamber. One side of the membrane is through the opening 15 in the outer wall under the action of external pressure, -during The internal pressure of the chamber acts on the other side of the membrane. The external pressure increases Via the internal pressure in the chamber, the membrane is pressed inwards, and so are the contacts of the electromagnet are closed. This attracts the armature 10 and thereby unlocks the guide rod S of the valve plate 4, which by the spring 7 in the

Claims

Open position is moved. The passage opening 16 of the valve is selected to be so large that a rapid equalization takes place between the internal pressure of the chamber and the external pressure. Any number of such valves can be arranged in the chamber wall. A button 17 for closing the valve by hand is arranged on the valve rod 5. In the embodiment according to FIG. 2, the armature 10 of the electromagnet 11 is directly connected to a locking bolt 18, which is inserted into an opening 19 on the guide rod S of the valve disk 4 by the spring 12 in the closed position. The opening spring 7 for the valve disk 4 acts directly on the latter. In Fig. 3, a conical valve disk 4 ground into the valve seat 19 is used, which is pressed onto the valve seat by a spring 20 which is stronger than the opening spring 7. A sleeve 21, which is arranged displaceably on the valve rod 5 and has the opening 19 for the locking bolt 18 fastened to the armature ι ο of the electromagnet 11, serves as a support bearing for the spring 20. The embodiment according to Fig. 4 provides a slide valve 22 for large passage cross-sections. The slide 22 is moved by a threaded spindle 23, which is driven by an impeller 24, which is mounted in a housing 27 communicating with the outside air and the interior of the chamber, through channels 25 and 26, and whose wings one the channels 25 and 26 against each other have sealing training. The threaded spindle 23 or its drive shaft 28 can be provided with a speed controller. The channel 25 is provided with a suitable non-return valve 29 which shuts against the external pressure. When reaching air zones with a negative pressure compared to the internal pressure of the chamber, the slide is closed by hand. Due to the arrangement of the check valve 29, the impeller can only be moved in one direction, which causes the slide 22 to open. In the embodiment according to FIG. 5, a spring mechanism 31 is provided which has a brake disk 32, the movement of which is regulated by a brake lever 33 controlled by the membrane 14. The bolt 18 is brought into and out of engagement with a recess 19 in the rod 5 of the valve 4 by the spring mechanism. In the versions according to Fig. 4 and 5, the pressure compensation valve is only operated mechanically. This avoids the risk that exists in electrical systems that the function is prevented by a lack of power. Pa τ κ ν τ α κ s ι u ü c η ε:

1. High-altitude aircraft chamber for internal overpressure with during descent through the increasing external air pressure inwardly opening valve, characterized in that a known The internal and external pressure of the chamber, exposed and external pressure responsive organ (14, 29) with an electrical or mechanical device is non-positively connected, which for triggering the opening of the pressure

• The force acting on the equalizing valve is used.

2. high-altitude aircraft chamber according to claim i, characterized in that the Shut-off element (4) which opens in a known manner by spring force and has a locking device which secures the closed position (8, 18) is provided, which is positively connected to the membrane (14).

3. high-altitude aircraft chamber according to claims 1 and 2, characterized in that that an electromagnetic actuator (ii) for the locking member (8, 18) is provided, the contacts (13) of which are connected by the membrane (14) will.

4. high-altitude aircraft chamber according to claims 1 to 3, characterized in that that the locking member (18) is actuated by a spring mechanism (31), 'that provided with a braking device (32, 33) actuated by the membrane (14) is.

5. high-altitude aircraft chamber according to claim i, characterized in that in a housing communicating with the interior of the chamber and the outside air (27) an impeller (24) is arranged, the shaft (28) of which actuates a gate valve (22).

1 sheet of drawings