EP3286084A1

EP3286084A1 - Vorrichtung zum ausgleichen einer druckdifferenz für ein luftfahrzeug

Info

Publication number: EP3286084A1
Application number: EP16713912.0A
Authority: EP
Inventors: Kai-Christoph Pfingsten; Nils KNAPPKE; Sven Carstensen; Moritz Reifferscheid
Original assignee: Lufthansa Technik AG
Current assignee: Lufthansa Technik AG
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2018-02-28
Also published as: DE102015207599B4; WO2016169750A1; DE102015207599A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen einer Druckdifferenz für ein Luftfahrzeug, ein Verfahren zur Ermittlung von Auslösekräften einer Dekompressionsklappe (5) sowie eine Vorrichtung zum Test einer Dekompressionsklappe (5). Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine flächige, luftfahrzeugfeste Trennwand (1), die einen ersten Raum (2) strömungstechnisch von einem zweiten Raum (3) trennt, wobei die Trennwand (1) eine den ersten und zweiten Raum (2, 3) strömungstechnisch verbindende Strömungsöffnung (4) aufweist. Die Strömungsöffnung (4) ist durch eine Dekompressionsklappe (5) verschlossen, wobei ein Sicherungselement (6) an der Dekompressionsklappe (5) dazu eingerichtet ist, eine Lösebewegung der Dekompressionsklappe (5) bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckgradienten zwischen dem ersten und zweiten Raum (2, 3) freizugeben, so dass eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Raum (2, 3) besteht. An der Trennwand (1) und/oder an der Dekompressionsklappe (5) ist ein Aufnähmeelernent (7) vorgesehen, mit welchem das Sicherungselement (6) in Wirkverbindung steht. An dem Aufnähmeelement (7) und/oder dem Sicherungselement (6) ist ein Einstellelement (8) vorgesehen, über welches der Abstand zwischen dem Sicherungselement (6) und dem Aufnahmeelement (7) einstellbar ist.

Description

Vorrichtung zum Ausgleichen einer Druckdifferenz für ein Luftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausgleichen einer Druckdifferenz für ein Luftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1, ein Verfahren zur Ermittlung von Auslösekräften einer Dekompressionsklappe sowie eine Vorrichtung zum Test einer Dekompressionsklappe.

Insbesondere im Bereich des VIP-Ausbaus von Passagierflugzeugen ist es üblich, im Verhältnis zum gesamten Passagiervolumen kleine Passagierabteile, beispielsweise als Konferenz-, Ruheoder Medienraum, abzutrennen. Weiter werden bei solchen Passagiermaschinen häufig auch Aufbewahrungseinrichtungen, wie beispielsweise Möbelstücke, eingebaut, die im Verhältnis zum Passagierabteil, in dem sie eingebaut sind, ein kleineres Raumvolumen aufweisen.

Im Falle einer Beschädigung der Bordwand des Passagierflugzeugs im Bereich eines solchen Passagierabteils führt die plötzliche Dekompression der Druckkabine, die nachfolgend als ein erster Raum bezeichnet wird, zu einem plötzlichen Druckabfall in dem ersten Raum. Ein zweiter Raum, der an den ersten Raum angrenzt und durch wenigstens eine Trennwand von dem ersten Raum abgetrennt ist, kann diesen Druckabfall aber nur zeitverzögert vollziehen, so dass zumindest für einen kurzen Zeitraum eine Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Raum besteht, die an der Trennwand anliegt. Die Trennwand kann dabei beispielsweise durch eine Raumabtrennung oder eine Außenwand eines Möbelstücks gebildet sein. Diese hohen Druck- differenzen können erhebliche und gefährliche Folgeschäden verursachen, nämlich dann, wenn es durch die Druckdifferenz zu einem Zerbersten der Trennwand kommt und sich infolgedessen Teile der Trennwand unkontrolliert durch die Passagierkabine bewegen.

Um dies zu vermeiden, ist es bekannt, ständig geöffnete oder sich aufgrund der Druckdifferenz öffnende Strömungsöffnungen zwischen dem ersten und dem zweiten Raum vorzusehen. Im letztgenannten Fall ist die Strömungsöffnung im Normalbetrieb, d.h. solange eine vorbestimmte kritische Druckdifferenz nicht überschritten ist, durch eine Dekompressionsklappe verschlossen.

Die Befestigung der Dekompressionsklappe an der Trennwand ist derart ausgeführt, dass die Strömungsöffnung bei Überschreiten der vorbestimmten, kritischen Druckdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Raum freigegeben wird. Damit die sich aus der Strömungsöffnung lösende Dekompressionsklappe keine Verletzungen der Passagiere durch die plötzliche Lösebewegung im Dekompressionsfall herbeiführt, ist die Dekompressionsklappe durch eine Sicherungseinrichtung mit einer flugzeugfesten Struktur, beispielsweise mit der Trennwand selbst, verbunden. Weiter verhindert die Sicherungseinrichtung eine unkontrollierte Bewegung bei einem ungewollten Lösen der Dekompressionsklappe, beispielsweise durch hohe Beschleunigungen bei Turbulenzen oder während einer Notlandung.

Um das Öffnen der Dekompressionsklappe zu ermöglichen, wird die Dekompressionsklappe durch ein Sicherungselement gehalten, welches bei Überschreiten einer kritischen Druckdifferenz die Dekompressionsklappe freigibt. Aufgabe der Erfindung ist es, das Öffnungsverhalten der Dekom- pressionsklappe in Abhängigkeit einer definierten Druckdifferenz besser vorhersagen zu können und somit den Aufwand in der Erprobung zu reduzieren.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Vorrichtung sowie einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Ausgleich einer Druckdifferenz für ein Luftfahrzeug vorgeschlagen, welche eine flächige, luftfahrzeugfeste Trennwand, die einen ersten Raum strömungstechnisch von einem zweiten Raum trennt, umfasst. Die Trennwand weist eine den ersten und zweiten Raum strömungstechnisch verbindende Strömungsöffnung auf, wobei die Strömungsöffnung durch eine Dekompressionsklap- pe verschlossen ist. Ein Sicherungselement an der Dekompressi- onsklappe ist dazu eingerichtet, eine Lösebewegung der Dekom- pressionsklappe bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckgradienten zwischen dem ersten und zweiten Raum freizugeben, so dass eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Raum besteht, wobei an der Trennwand und/oder an der Dekompressionsklappe ein Aufnahmeelement vorgesehen ist, mit welchem das Sicherungselement in Wirkverbindung steht, und wobei an dem Aufnahmeelement und/oder dem Sicherungselement ein Einstellelement vorgesehen ist, über welches der Abstand zwischen dem Sicherungselement und dem Auf- nahmeelement einstellbar ist.

Durch das Einstellelement kann sichergestellt werden, dass das Sicherungselement im Ausgangszustand, d.h. bei geschlossener Dekompressionsklappe, bündig an dem Aufnahmeelement anliegt. Dadurch kann eine stabile und reproduzierbare Auslösekraft eingestellt werden, welche sich experimentell bestimmen lässt . Die Ergebnisse der Bestimmung der Auslösekraft der Dekompres- sionsklappe können dann auf weitere Einbauten übertragen werden, so dass sich der Erprobungsaufwand für zukünftige Einbauten und Umbauten reduziert. Dabei sind bevorzugt drei Einstellpositionen vorgesehen. In einer bevorzugten Einstellposition kommt das Sicherungselement gerade mit dem Aufnahmeele- ment zur Anlage. In einer weiteren bevorzugten Einstellposition ergibt sich zwischen dem Sicherungselement und dem Aufnahmeelement ein vordefinierter Spalt. In einer weiteren bevorzugten Einstellposition wird das Sicherungselement mit einer vordefinierten Kraft gegen das Aufnahmeelement gedrückt.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine Wirkfläche des Sicherungselements kraftfrei an einer korrespondierenden Wirkfläche des Aufnahmeelements anliegt. Unter einer kraftfreien Anlage im Sinne dieser Anmeldung ist zu verstehen, dass das Sicherungselement gerade mit seiner Stirnfläche an dem Aufnahmeelement zum Anliegen kommt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Sicherungselement als eine Lamelle ausgebildet ist, wobei die Lamelle vorzugsweise kraftfrei an dem Aufnahmeelement anliegt. Eine Lamelle kann die Dekompressionsklappe im Normalbetrieb in der geschlossenen Ausgangsposition halten, wobei eine Lamelle platzsparend in die Dekompressionsklappe eingelassen werden kann. Bei Überschreiten des vorbestimmten Druckgradienten gibt die Lamelle nach und ermöglicht somit das Öffnen der Dekompressionsklappe. Zudem sind Lamellen bekannte und kostengünstig herzustellende Konstruktionselemente, so dass sich das Sicherungselement kostengünstig herstellen lässt . Besonders bevorzugt sind dabei Kunststofflamellen und insbesondere Gummilamellen, da diese Lamellen ein geringes Gewicht aufweisen, leicht herstellbar sind und bei einem definierten Druckgradienten und einer damit verbundenen Kraft nachgeben. Vorzugsweise weist das Sicherungselement ein reproduzierbares Deformationsverhalten auf, so dass das Sicherungselement auch nach mehrfacher Deformation, beispielsweise während des Einbaus der Dekompressionsklappe, keine wesentlich veränderte Elastizität aufweist. Durch ein kraftfreies Anliegen können stabil reproduzierbare Bedingungen geschaffen werden .

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das Aufnahmeelement eine Nut aufweist, wobei die Breite der Nut weitestgehend der Breite der Lamelle entspricht. Dadurch kann die Lamelle in der Nut geführt werden, wobei eine dem Nutgrund der Nut zugewandte Stirnseite der Lamelle an dem Nutgrund zum Anliegen kommt. Dadurch wird eine exakte Positionierung von der Lamelle zu dem Aufnahmeelement erreicht, wodurch sich eine verlässlich reproduzierbare Kraft zum Öffnen der Dekompressionsklappe ermitteln bzw. einstellen lässt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Klassen von Lamellen vorgesehen sind, wobei die Auslösekraft der Dekompressionsklappe durch eine Auswahl der Lamellen einstellbar ist. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Lamellen der unterschiedlichen Klassen alle einen gleichen Grundquerschnitt und vorzugsweise eine gleiche Dicke aufweisen, welche in die Dekompressionsklappe eingelassen werden können, und sich dadurch unterscheiden, dass in dem mit dem Aufnahmeelement in Wirkverbindung stehenden Bereich unterschiedlich große Ausnehmungen vorgesehen sind. So sind die La- mellen leicht auswechselbar, so dass in unterschiedlichen De- kompressionsklappen jeweils die gleichen Lamellen verwendet werden können und die passende Lamelle aus den Klassen ausgewählt werden kann.

Gemäß einer alternativen Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Sicherungselement als ein Wälzkörper und das Aufnahmeele- ment als Wälzkörperschnapper ausgebildet sind. Wälzkörperschnapper, beispielsweise KugelSchnapper oder Rollenschnapper, sind aus dem Möbelbau bekannte Konstruktionselemente, beispielsweise um den Verschluss von Türen zu sichern. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Wälzkörper, also die Kugel oder die Rolle, federbelastet, so dass sie durch eine Feder mit einer definierten Kraft gegen eine korrespondierende Ausnehmung im Wälzkörperschnapper gedrückt wird. Diese Federkraft kann durch das Einstellelement eingestellt werden, so dass sich zuverlässig wiederholbare und definierte Auslösekräfte für die Dekompressionsklappe ergeben. Bei dieser Ausführungsform ist ebenfalls eine Klassierung möglich, indem beispielsweise unterschiedlich steife Federn verwendet werden, so dass die Auslösekraft für den Wälzkörperschnapper bei gleichem Wälzkörper und gleichem Wälzlagerschnapper durch die Auswahl einer Feder aus der entsprechenden Klasse eingestellt werden kann.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Einstellelement ein Halteelement für das Sicherungselement aufweist. Darüber lässt sich das Sicherungselement sicher in einer definierten Position fixieren, was den Montageaufwand verringert und das Einstellen erleichtert. Besonders bevorzugt ist hierbei ein rahmenförmiges Halteelement zur Aufnahme der Lamelle, so dass die Lamelle sicher fixiert ist und eine Verformung der Lamelle nur in einem vorgesehenen, definierten Bereich erfolgt.

Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Halteelement durch mindestens eine Schraube in seiner Position veränderbar ist. Eine Schraube ist ein einfaches und kostengünstiges Konstruktionselement, um eine Verstellung zu ermöglichen und somit sicherzustellen, dass das Sicherungselement an dem Aufnahmeelement anliegt. Bevorzugt wird das Halteelement durch zwei Schrauben in seiner Position gehalten, wodurch ein Verkippen des Halteelements vermieden wird.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das Halteelement in eine Aussparung der Dekompressionsklappe eingelassen ist. Dadurch liegt das Halteelement nicht im optisch sichtbaren Bereich, so dass keine optische Beeinträchtigung für die Passagiere erfolgt. Ferner ist das Halteelement durch die Dekompressionsklappe eingefasst, so dass die Dekompressionsklappe das Halteelement stützt und somit die Gefahr eines Ausbrechens des Halteelements reduziert ist.

Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Ermittlung der Auslösekraft einer Dekompressionsklappe vorgesehen, bei dem mindestens folgende Prüfschritte durchlaufen werden. Die Erzeugung eines Prüfunterdrucks bei einem hinreichend großen Gasvolumen, die Beaufschlagung einer Prüfkammer mit dem Prüfunterdruck, die Ermittlung des Druckverlaufs in der Prüfkammer während der Beaufschlagung der Prüfkammer mit dem Prüfunterdruck, die Ermittlung des Öffnungszeitpunktes einer die Prüfkammer verschließenden Dekompressionsklappe in Abhängigkeit von dem verwendeten Sicherungselement sowie eine Berechnung der auf die Dekompressionsklappe am Öffnungszeitpunkt wirkenden Kraft aus dem ermittelten Druckverlauf in der Prüfkammer. Durch dieses Verfahren kann in Abhängigkeit des verwendeten Sicherungselements ein standardisiertes Verfahren zur Ermittlung der auf die Dekompressionsklappe wirkenden Kräfte und der daraus resultierenden Öffnungszeitpunkte der Dekompressionsklappe geschaffen werden. Aus den Ergebnissen kann dann bei Neukonstruktionen eine Auslegung des Sicherungs- elements erfolgen, so dass eine gesonderte experimentelle Erprobung nicht mehr notwendig ist oder zumindest stark reduziert werden kann.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird ferner eine Vorrichtung zum Test einer Dekompressionsklappe, insbesondere zum Durchführen des im vorherigen Abschnitt beschriebenen Verfahrens, vorgeschlagen, umfassend eine Prüfkammer und eine strömungstechnisch von dieser Prüfkammer getrennte Vorkammer, wobei die Prüfkammer und die Vorkammer durch eine Membran voneinander getrennt sind, an der Vorkammer Mittel vorgesehen sind, um den Luftdruck in der Vorkammer auf ein Prüfniveau abzusenken, die Prüfkammer eine Öffnung und eine die Öffnung verschließende Dekompressionsklappe aufweist, wobei ein Sicherungselement an der Dekompressionsklappe dazu eingerichtet ist, eine Lösebewegung der Dekompressionsklappe bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckgradienten zwischen der Prüfkammer und der Vorkammer freizugegeben. Werden nun Vorkammer und Prüfkammer plötzlich strömungsmechanisch verbunden, fällt der Druck in der Prüfkammer. Fällt der Druck weit genug ab, öffnet sich die Dekompressionsklappe und verbindet die Prüfkammer mit der Umgebung.

Dadurch wird eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Prüfkammer und der Umgebung geöffnet, wobei an der Prüfkammer und/oder an der Dekompressionsklappe ein Aufnahmeelement vorgesehen ist, mit welchem das Sicherungselement in Wirkverbin- dung steht. An dem Aufnähmeelernent und/oder dem Sicherungsele ment ist ein Einstellelement vorgesehen, über welches der Abstand zwischen dem Sicherungselement und dem Aufnahmeelement derart einstellbar ist, dass eine Wirkfläche des Sicherungselements an einer korrespondierenden Wirkfläche des Aufnahmeelements anliegt. An der Prüfkammer sind Mittel zum Detektie- ren des Auslösezeitpunkts der Dekompressionsklappe vorhanden, wobei die Mittel zum Detektieren des Auslösezeitpunkts insbesondere eine Hochgeschwindigkeitskamera oder eine Lichtschran ke umfassen. Durch die Vorrichtung zum Testen kann der Öffnungszeitpunkt der Dekompressionsklappe bestimmt sowie die zu diesem Öffnungszeitpunkt auf die Dekompressionsklappe wirkenden Kräfte aus der Druckmessung ermittelt werden, so dass jedem Sicherungselement ein Auslösedruck bzw. eine Auslösekraft zugeordnet werden kann.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäß

Vorrichtung zum Ausgleich einer Druckdifferenz für ein Luftfahrzeug;

Fig . 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen

Vorrichtung zum Ausgleich einer Druckdifferenz kurz nach einem plötzlichen Druckabfall;

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausgleich einer Druckdifferenz für ein Luftfahrzeug mit einem Sicherungselement, einem Auf- nahmeelement sowie einem Einstellelement; Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für ein Sicherungselement in Form einer Lamelle sowie ein mit dem Sicherungselement in Wirkverbindung stehendes Aufnahmeelement ;

Fig.5a-5d Beispiele für unterschiedliche Lamellen, welche zur

Einstellung von unterschiedlichen Auslösekräften der Dekompression ausgewählt werden können; und

Fig. 6 eine Vorrichtung zum Test einer Dekompressionsklappe .

Fig. 1 zeigt schematisch und beispielhaft einen Aufbau eines Passagierflugzeugs mit einem VIP-Ausbau. Dabei ist ein erster Raum 2 vorgesehen, der beispielsweise durch ein Passagierabteil gebildet ist . An den ersten Raum 2 grenzt ein zweiter Raum 3, der durch wenigstens eine Trennwand 1 von dem ersten Raum 2 getrennt ist. Der zweite Raum 3 wird in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise durch einen Aufbewahrungsraum gebildet, weiter vorzugsweise durch die Umwandung eines Möbelstücks. Auf der rechten Seite der Fig. 1 ist eine Bordwand 21 dargestellt, die den ersten Raum 2 von einer Umgebung trennt. In der Fig. 1 ist das Raumvolumen des ersten Raums 2 größer als das Raumvolumen des zweiten Raums 3; dem Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung sind jedoch ausdrücklich auch andere Verhältnisse der Raumvolumina hinzuzurechnen.

Für die physikalischen Verhältnisse in Fig. 1 wird angenommen, dass sich das Passagierflugzeug in Reiseflughöhe befindet, so dass der Umgebungsdruck p« geringer ist als die Drücke pi und p2 in dem ersten und in dem zweiten Raum 2 und 3. Es kann weiter angenommen werden, dass sich aufgrund von minimalen Strömungsöffnungen, die beispielsweise durch Spalte gebildet sind, zwischen den Räumen 2 und 3 ein stationärer Zustand mit annähernd identischen Drücken pi und p2 eingestellt hat. Ferner ist in Fig. 1 zu erkennen, dass eine Strömungsöffnung 4 durch eine Dekompressionsklappe 5 verschlossen ist, so dass bis über die Strömungsöffnung 4 keine strömungstechnische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Raum 2 und 3 vorhanden ist.

In Fig. 2 ist der Aufbau eines Passagierflugzeuges mit VIP- Ausbau analog zu Fig. 1 kurz nach einem plötzlichen Druckabfall, beispielsweise durch ein Loch 22 in der Bordwand 21, dargestellt. Der Druckabfall des Drucks pi wird durch eine Beschädigung 22 in der Bordwand 21 hervorgerufen, so dass sich innerhalb kürzester Zeit der Druck pi in dem ersten Raum 2 dem Umgebungsdruck p» angleicht . Zu diesem Zeitpunkt ist, wie in Fig. 1 gezeigt, durch die Trennwand 1 und die durch die Dekompressionsklappe 5 noch verschlossene Strömungsöffnung 4 der zweite Raum 3 strömungstechnisch weitestgehend von dem ersten Raum 2 getrennt, so dass der Druck p2 zumindest für einen kurzen Zeitraum unmittelbar nach dem Druckabfall in dem ersten Raum 2 als konstant angenommen werden kann; der Druck p2 ist somit größer als der Druck pi.

Sobald ein kritischer Differenzdruck | pa-pi | überschritten ist, wird eine Befestigung zum Halten der Dekompressionsklappe 5 in der Trennwand 1 freigegeben, so dass sich die Dekompressionsklappe 5 schlagartig löst und eine Lösebewegung in den ersten Raum 2 hinein vollzieht, siehe Fig. 2.

Wie ebenfalls in Fig. 2 dargestellt, ist die Lösebewegung durch ein Sicherungsband 23 begrenzt, so dass die Dekompressionsklappe 5 nur bis in eine in der Fig. 2 dargestellte Endposition gelangen kann. Alternativ kann auch eine einseitige fi- xe Anbindung der Dekompressionsklappe 5 über einen Drehbeschlag vorgesehen werden.

Die Dekompressionsklappe 5 sowie die Verbindung der Dekompressionsklappe 5 mit der Trennwand 1 sind in Fig. 3 detailliert dargestellt. Die Dekompressionsklappe 5 weist eine Aussparung 18 auf, in welche ein Stützelement 17 eingelassen ist. In das Stützelement 17 ist ein Einstellelement 8 eingesetzt, wobei das Einstellelement 8 ein Halteelement 20 sowie Schrauben 19 zum Einstellen des Abstands zwischen dem Halteelement 20 und dem Stützelement 17 aufweist. Ein Sicherungselement 6 wird durch das Halteelement 20, welches rahmenförmig ausgebildet ist, gehalten. Das Sicherungselement 6 ist als Lamelle 11, bevorzugt als Kunststofflamelle 12, insbesondere als Gummilamelle, ausgebildet.

An der Trennwand 1 ist ein Aufnahmeelement 7 befestigt, welches einen Stützrahmen 16 und ein Halteelement 15 umfasst und beispielsweise in der Trennwand 1 verklebt ist. Alternativ kann das Aufnahmeelement 7 auch mit Schrauben 24 an der Trennwand 1 befestigt sein. Der Stützrahmen 16 weist dabei eine Nut 13 auf, in die die Lamelle 11 des Sicherungselements 6 eingreift. Über die Schrauben 19 wird der Abstand zwischen der Lamelle 11 und dem Aufnahmeelement 7 so eingestellt, dass eine Fläche 9 an einer Stirnseite der Lamelle 11 mit einer korrespondierenden Fläche 10 auf einem Nutgrund der Nut 13 zum Anliegen kommt . Somit kann sichergestellt werden, dass stets gleiche und reproduzierbare Auslösekräfte für die Dekompressionsklappe 5 vorliegen.

Alternativ oder zusätzlich kann anstelle einer Lamelle 11 auch ein Wälzkörper, insbesondere eine federbelastete Kugel oder eine federbelastete Rolle, als Sicherungselement 6 verwendet werden, wobei das Aufnahmeelement 7 vorzugsweise als ein Kugelschnapper oder ein Rollenschnapper ausgebildet ist.

In Fig. 4 ist der Kontaktbereich zwischen dem Sicherungselement 6 und dem Aufnahmeelement 7 vergrößert dargestellt. Die Lamelle 11 ist fest mit der Dekompressionsklappe 5 verbunden, wobei, wie in Fig. 3 beschrieben, ein aus Gründen der Übersichtlichkeit in dieser Figur nicht dargestelltes Einstellele ment zwischen der Lamelle 11 und der Dekompressionsklappe 5 angeordnet ist. Die Lamelle 11 liegt mit der Fläche 9 Vorzugs weise kraftfrei auf dem Nutgrund der Nut 13 an, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Lamelle 11 und dem Auf nahmeelement 7 vorliegt. Vorzugsweise kann auch ein vordefinierter Spalt zwischen der Fläche 9 und dem Nutgrund der Nut 13 eingestellt werden, so dass ein reproduzierbares Auslöseverhalten ermöglicht wird. Bei Überschreiten einer vordefinierten Druckdifferenz | p2-pi| und einer damit verbundenen Aus lösekraft löst sich die Lamelle 11 aus dem Aufnahmeelement 7 und gibt somit ein durch die Druckdifferenz bewirktes Öffnen der Dekompressionsklappe 5 frei.

Um die Auslösekraft der Dekompressionsklappe 5 einzustellen, sind neben dem Einstellelement 8, wie in Fig. 5a bis 5d darge stellt, mehrere Klassen IIa, IIb, 11c, lld von Lamellen 11 vorgesehen, welche sich bei gleichem Grundkörper durch unterschiedlich große Ausnehmungen 25 an der Lamelle 11 und damit verbunden unterschiedlich große Kontaktflächen zwischen der Lamelle 11 und dem Aufnahmeelement 7 unterscheiden. Der Grund körper weist dabei beispielsweise eine Länge zwischen 50 mm und 150 mm auf. Die Lamelle IIa weist keine Ausnehmung auf, während die Lamelle IIb eine durch die Ausnehmungen um ca. 25 reduzierte Aufnähmefläche aufweist. Die Aufnahmefläche der La melle 11c ist um ca. 50% reduziert und die Aufnahmefläche der Lamelle lld ist um ca. 75% reduziert. Somit lassen sich die Lamellen standardisieren, so dass bei einer Neukonstruktion eines Einbaus in einem Luftfahrzeug in Abhängigkeit von den erforderlichen Auslösekräften die passenden Lamellen 11 für eine Dekompressionsklappe 4 ausgewählt werden können.

In Fig. 6 ist eine Vorrichtung 40 zum Test einer Dekompressionsklappe 5 dargestellt. Die Vorrichtung 40 umfasst eine Vorkammer 41 und eine Prüfkammer 42, welche durch eine luftdichte Membran 43 voneinander getrennt sind. An der Vorkammer 41 sind Mittel 44 zur Erzeugung eines Prüfunterdrucks angeordnet, um die Vorkammer 41 auf den Druck p«, in Reiseflughöhe zu konditio- nieren. Die Vorkammer 41 ist dazu mit einem hinreichend großen Speichervolumen verbunden, so dass der Druck p» während der Erprobung weitestgehend konstant bleibt.

An der Prüfkammer 42 sind Drucksensoren 48 angeordnet, um den Druck im Inneren der Prüfkammer 42 kontinuierlich zu messen. Die Prüfkammer 42 weist eine Öffnung 45 auf, welche durch eine Testklappe 47 verschlossen ist. Die Testklappe 47 ist einseitig mit Scharnieren 49 an der Prüfkammer 42 befestigt, um ein Aufschwingen der Testklappe 47 zu ermöglichen. Die Testklappe 47 kann eine Dekompressionsklappe 5 sein, aber auch eine von der Dekompressionsklappe 5 abweichende Testklappe 47. Auf einer den Scharnieren 49 gegenüberliegenden Seite wird die Test- klappe 47 durch das in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellte Sicherungselement 6 und ein an der Prüfkammer 42 befestigtes Auf- nahmeelement 7 in der Ausgangsstellung gehalten. An der Prüf- kammer 42 sind Mittel 46 zum Detektieren eines Öffnens der Testklappe 47, beispielsweise eine Hochgeschwindigkeitskamera, angeordnet, mit denen der Zeitpunkt des Öffnens der Testklappe 47 exakt bestimmt werden kann. Alternativ kann auch ein elek- tronischer Kontakt, ein Anschlag oder eine Lichtschranke im Schwenkbereich der Testklappe 47 das Öffnen detektieren.

Zum Testbeginn wird nun die Membran 43 schlagartig zerstört. Dadurch fällt der Druck in der Prüfkammer 42 sehr schnell ab. Mittels der Hochgeschwindigkeitskamera wird der Zeitpunkt ermittelt, an dem die Lamelle 11 der Druckkraft nicht mehr standhalten kann und sich die Testklappe 47 öffnet. Für den so ermittelten Zeitpunkt kann der zu diesem Zeitpunkt in der Prüfkammer 42 herrschende Druck aus der Druckmessung über die Drucksensoren 48 ermittelt werden. Mit Hilfe des Umgebungsdrucks kann die auf die Testklappe 47 wirkende Drucklast berechnet werden. Auf Basis der Drucklast kann dann die Auslösekraft der Testklappe 47 bestimmt werden und das Ergebnis der jeweiligen Lamelle IIa, IIb, 11c, lld zugeordnet werden. Auf Basis der so ermittelten Ergebnisse können dann bei Neukonstruktionen eine oder mehrere passende Lamelle (n) 11 ausgewählt werden und die Ergebnisse von der Testklappe 47 auf eine Dekompressionsklappe 5 übertragen werden. Die Dekompression - klappe 5 kann entweder einseitig über Scharniere gehalten sein, oder als translatorische Dekompressionsklappe 5 durch mehrere Lamellen 11 gehalten werden, so dass sich die Dekompressionsklappe 5 nach Überschreiten der Auslösekraft aus der Trennwand 1 löst und durch das Sicherungsband 23 gehalten wird .

Claims

Ansprüche :

1. Vorrichtung zum Ausgleichen einer Druckdifferenz für ein Luftfahrzeug, umfassend

- eine flächige, luftfahrzeugfeste Trennwand (1) , die einen ersten Raum (2) strömungstechnisch von einem zweiten Raum (3) trennt, wobei

- die Trennwand (1) eine den ersten und zweiten Raum (2, 3) strömungstechnisch verbindende Strömungsöffnung (4) aufweist, und

- eine die Strömungsöffnung (4) verschließende Dekompres- sionsklappe (5) , wobei

- ein Sicherungselement (6) an der Dekompressionsklappe (5) dazu eingerichtet ist, eine Lösebewegung der Dekompressionsklappe (5) bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckgradienten zwischen dem ersten und zweiten Raum (2, 3) freizugeben, so dass eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Raum (2, 3) besteht ,

dadurch gekennzeichnet, dass

- an der Trennwand (1) und/oder an der Dekompressionsklappe (5) ein Aufnahmeelement (7) vorgesehen ist, mit welchem das Sicherungselement (6) in Wirkverbindung steht, und

- an dem Aufnahmeelement (7) und/oder dem Sicherungselement (6) ein Einstellelement (8) vorgesehen ist, über welches der Abstand zwischen dem Sicherungselement (6) und dem Aufnahmeelement (7) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkfläche (9) des Sicherungselements (6) kraftfrei an einer korrespondierenden Wirkfläche (10) des Aufnahmeelements (7) anliegt.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (6) als eine Lamelle (11) , insbesondere als eine Kunststofflamelle (12) , ausgebildet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (7) eine Mut (13) aufweist, wobei die Breite der Nut (13) der Breite der Lamelle (11) entspricht .

Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Klassen (IIa, IIb, 11c, lld) von Lamellen (11) vorgesehen sind, wobei die Auslösekraft der De- kompressionsklappe (5) durch eine Auswahl der Lamellen (11) einstellbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungselement (6) als ein Wälzkörper, insbesondere als eine Kugel oder eine Rolle, ausgebildet ist, und das Aufnahmeelement (7) als Wälzkörperschnapper, insbesondere als Kugelschnapper oder Rollenschnapper, ausgebildet ist.

Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einstellelement (8) ein Halteelement (20) für das Sicherungselement (6) , insbesondere für eine Lamelle (11), aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) durch mindestens eine Schraube (19) , bevorzugt zwei Schrauben (19) , in seiner Position veränderbar ist .

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (20) in eine Aussparung (18) der Dekompressionsklappe (5) eingelassen ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (7) ein Einstellelement (8) umfasst, wobei der Abstand zwischen Aufnahmeelement (7) und Einstellelement (8) durch Schrauben einstellbar ist.

11. Verfahren zur Ermittlung der Auslösekraft einer Dekompressionsklappe (5) , umfassend mindestens folgende Prüf- schritte :

- Erzeugen eines Prüfunterdrucks ,

- Beaufschlagen einer Prüfkammer (42) mit dem erzeugten Prüfunterdruck,

- Ermitteln des Druckverlaufs in der Prüfkammer (42) während der Beaufschlagung der Prüfkammer (42) mit dem Prüfunterdruck,

- Ermitteln des Öffnungszeitpunktes der Dekompressionsklappe (5) in Abhängigkeit von dem verwendeten Sicherungselement (6) ,

- Berechnen der auf die Dekompressionsklappe (5) am Öffnungszeitpunkt wirkenden Kraft aus dem Druckverlauf in der Prüfkammer (42) .

12. Vorrichtung (40) zum Test einer Dekompressionsklappe (5), insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 11, umfassend:

- eine Prüfkammer (42) und eine strömungstechnisch von dieser Prüfkammer (42) getrennte Vorkammer (41) , wobei

- die Prüfkammer (42) und die Vorkammer (41) durch eine Membran (43) voneinander getrennt sind, - an der Vorkammer (41) Mittel (44) vorgesehen sind, um den Luftdruck in der Vorkammer (41) auf ein Prüfniveau abzusenken,

- die Prüfkammer (42) eine Öffnung (45) und eine die Öffnung (45) verschließende Testklappe (47) aufweist, wobei

- ein Sicherungselement (6) an der Testklappe (47) dazu eingerichtet ist, eine Lösebewegung der Testklappe (5) bei Überschreiten eines vorbestimmten Druckgradienten zwischen der Prüfkammer (42) und der Vorkammer (41) freizugeben, so dass eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Prüfkammer (42) und der Umgebung besteht,

- an der Prüfkammer (42) und/oder an der Testklappe (47) ein Aufnähmeelernent (7) vorgesehen ist, mit welchem das Sicherungselement (6) in Wirkverbindung steht,

- an dem Aufnahmeelement (7) und/oder dem Sicherungselement (6) ein Einstellelement (8) vorgesehen ist, über wel ches der Abstand zwischen dem Sicherungselement (6) und dem Aufnahmeelement (7) derart einstellbar ist, dass eine Wirkfläche (9) des Sicherungselements (6) an einer korres pondierenden Wirkfläche (10) des Aufnahmeelements (7) anliegt, und

- an der Prüfkammer (42) Mittel (46) zum Detektieren des Auslösezeitpunkts der Testklappe (47) vorhanden sind.