DE968461C

DE968461C - Elektrischer Traegheitsschalter fuer die Feuerloeschanlage in Flugzeugen

Info

Publication number: DE968461C
Application number: DEG15400A
Authority: DE
Inventors: Anders Mathisen
Original assignee: WILKINSON SWORD CO Ltd; Graviner Manufacturing Co Ltd
Current assignee: WILKINSON SWORD CO Ltd; Graviner Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1953-09-23
Filing date: 1954-09-21
Publication date: 1958-02-20
Also published as: GB756448A; NL90938C; NL191010A; US2885505A; BE531884A; CH322042A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Unfallschutzeinrichtungen in Flugzeugen, insbesondere mit selbsttätig auf starke Verzögerungen des Flugzeuges ansprechende Einrichtungen, wobei durch das Ansprechen der Einrichtung Feuerlöschmittel an -gewünschten Stellen, normalerweise' im Bereich der Triebwerksanlage, ausgestoßen wird.

Die bekannten Einrichtungen dieser Art enthalten im allgemeinen durch Massenträgheit betätigte elektrische Schalter, die bei einer bestimmten Verzögerung des Flugzeuges in einer der normalen Geradfluglage entsprechenden horizontalen Ebene ansprechen, wobei die ordnungsgemäße Funktion bei einem Unfall davon abhängt, daß eine nennenswerte Komponente der Verzögerung in diese Ebene fällt. Dies wird jedoch nicht immer der Fall sein. -Bei einem Hubschrauber beispielsweise kann ein Motorschaden ein ziemlich tiefes senkrechtes Abstürzen oder einen Zusammenstoß mit Geländeerhebungen oder Gebäuden aus einer zu dieser Ebene geneigten Flugrichtung heraus zur Folge haben. ·

Trägheitsschalter, die auf eine in beliebiger Rieh-* tung innerhalb eines weiten Raumwinkels auf-

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tretende bestimmte Verzögerung ansprechen, sind bekannt. Aufgabe der Erfindung ist eine solche Ausbildung des Trägheitsschalters, daß gegenüber den bekannten Einrichtungen der Vorteil größerer Einfachheit bei zuverlässiger Ansprechbarkeit erreicht wird. Nach einem bekannten Vorschlag werden mehrere elektrische Schalter von einem gemeinsamen Trägheitsglied betätigt, das nur in einer Richtung frei beweglich ist, in anderen Richtungen ίο dagegen erst nach Zertrümmern eines beispielsweise aus Glas bestehenden Bruchgliedes verschwenkt werden kann.

Nach einem anderen bekannten Vorschlag ist der Trägheitsschalter einer Feuerlöscheinrichtung in Flugzeugen von der gleichzeitigen Bewegung zweier Trägheitsglieder abhängig. Dabei wird jedoch das zuverlässige Ansprechen des Schalters sowohl durch die mechanische Reibung der Trägheitsgl'ieder im Gehäuse als auch durch die Notwendigkeit der ao Stromzuführung an die beweglichen Trägheitsglieder durch mitgeschleppte Litzen nachteilig beeinflußt.

Weiterhin sind Feuerlöscheinrichtungen bekannt, die durch auf Verformungen bestimmter Teile des Flugzeuges ansprechende elektrische Schalter oder an Stelle durch elektrische Mittel durch das Abbrennen von Schmelzgliedern ansprechende Mittel betätigt werden.

Erfindungsgemäß ist bei einem Trägheitsschalter für die Feuerlöschanlage in Flugzeugen, der aus einer Grundplatte, einem Trägheitsglied und aus das Trägheitsglied gegen die Grundplatte abstützenden federnden Mitteln besteht und bei Verzögerungen in beliebiger Richtung Mittel zum Verteilen von Feuerlöschmittel unabhängig von der Lage des Flugzeuges betätigt, das Trägheitsglied frei beweglich an den federnden Mitteln aufgehängt, und es liegt an in bezug auf die Grundplatte festen Schultern an, wodurch bei Einwirken einer bestimmten Verzögerung in beliebiger Richtung innerhalb eines weiten Raumwinkels auf die Grund-• plätte das Trägheitsglied gegen die Wirkung der federnden Mittel sich um die genannten Schultern als Drehpunkt dreht.

Vorzugsweise beträgt der genannte weite Raumwinkel ungefähr i8o°, wobei nach weiteren Merkmalen der Erfindung die zum Betätigen des Schalters erforderliche Verzögerung über den ganzen Raumwinkel praktisch gleich ist und ihr größter Wert den geringsten Wert um nicht mehr als 50 °/o des letzteren überwiegt.

In Ausgestaltung der Erfindung enthalten die vorzugsweise in einer Bügelfeder bestehenden federnden Mittel des Trägheitsschalters ein Glied mit Schnappwirkung, das durch Drehen des Trägheitsgliedes umschnappt, wobei an mindestens einem Ende der Bügelfeder federnde Mittel angreifen können, die eine zum Ändern der den Schalter zum Ansprechen bringenden Verzögerung einstellbare Druckkraft auf die Bügelfeder ausüben. Das Trägheitsglied besteht zweckmäßig aus einem Oberteil und einem Unterteil, wobei das Unterteil aus einem Material von höherer Wichte als das Oberteil hergestellt ist. Das Trägheitsglied kann drehbar an dem kugelförmigen Ende einer g₅ Zugstange befestigt sein, während die Zugstange mit dem anderen Ende an den federnden Mitteln aufgehängt ist. Um nach dem Ansprechen des Trägheitsschalters die Bügelfeder zurückzustellen, sind nach einem weiteren Merkmal der Erfindung eine oder mehrere Klauen vorgesehen, die durch Anheben gegen die Bügelfeder diese in ihre «Normalstellung umschnappen lassen.'

Wenn auch gerade der Hubschrauber zur Verdeutlichung der Nachteile, der bekannten Einrichtungen angeführt wurde, so-'ist doch die Erfindung nicht auf Hubschrauber beschränkt, sondern läßt sich auch für andere Flugzeugtypen verwenden.

Die beispielsweise Ausführungsform eines Trägheitsschalters nach der Erfindung ist in der Zeichnung in schematischer Ansicht dargestellt. In der J Zeichnung ist

j Fig. ι ein, Mittelschnitt durch, den Schalter in Seitenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf dein Schalter mit zur Hälfte abgenommenem Deckel und

Fig. 3 ein Schmitt nach der Linie HI-III in Fig. 2. Der in der Zeichnung dargestellte Schalter ist in einem aus einem Rohr io" auis einem transparenten plastischen Material bestehenden Gehäuse untergebracht, dessen Stirnseiten gegen, jeweils einen O-Ring 13 als Stauibdichtung in Ringnuten einer Grundplatte 11 und einer Deckplatte 12 eingesetzt sind. Ein Metallkörper 14 von rechteckigem Querschnitt ist mittels Schrauben 15 (Fig. 3) an der Grundplatte 11 befestigt. Eine im den Körper 14 eingearbeitete ,Ausnehmung dient zur Aufnahme eines zweiteiligen Pendels 16, dessen Oberteil i6₀ aus Leichtmetall verschweißt fet mit einem Unterteil i6_b aus Schwermetall, beispielsweise aus der unter dieser Bezeichnung von der General Electric Co. Ltd. im dien Handel gebrachten Legierung. Durch diese Anordnung erhält das Pendel 16 einen tiefer liegenden Schwerpunkt als bei Herstellung aus· einem einzigen Material. Der Oberteil i6_fl ist mit einem- Flansch mit albgeschrägtem Kanten ausgebildet, der in der Normalstellung des Schalters sich gegen Schultern I4_a im Körper 14 anlegt. Das Pendel 16 ist drehbar aufgehängt an dem kugelförmigen unteren Ende einer durch eine Öffnung in der Mitte einer Bügelfeder 18 frei durchhängenden und durch eine Aufweitung am oberem Ende gehaltenem Zugstange 17. Die Enden der Bügelfeder 18 werden beide gehalten von den freien Enden der mittels Schrauben20 an gegenüberliegenden Seitenflächen des Körpers 14 befestigten beiden Blattfedern 19. Zwischen die Schrauben 20 und die zugehörigen Blattfedern 19 ist je ein Klemmstück 21 mit einem Schlitz 2i_a eingesetzt, das. je nach, seiner Stellung die nicht eingespannte Länge der Blattfeder 19 zu verändern gestattet und dadurch ein Einstellen der von der Blattfeder auf das zugehörige Ende der Bügelf eider 18 ausgeübten, nach innen gerichteten Druckkraft ermöglicht.

Der Schalter enthält zwei Paar normalerweise offene Kontaktfederri 22, 23, die an einem Ende je

zwischen einem Abstandisgtiedi25 und.dem Mittelteil einer mit dem unteren Gewindeteil 2^_a (Fig. 3) meine in den Körper 14 eingelassene Isoliereinilage 26 eingeschraubten Stiftschrauibe 24 befestigt sind. Die Abstandsglieder 25 liegen auf einer auf den Körper 14 aufgesetzten Isolierscheibe 32. An der Bügelfeder 18 ,sind zwei IsoMerknöpfe 31 derart befestigt, daß sie beim Umschnappen der Bügelfeder 18 nach. Überschreiten der Mittellage gegen einen der oberen Kontakte stoßen und. diesen gegen den zugehörigen unteren Kontakt drücken. Auf das gleichfalls mit Gewinde versehene obere Ende der Stiftschrauben 24 sind Gegenmuttern 27 aufgeschraubt, die zuim Anpressen der Deckplatte 12 gegen die Grundplatte 11 mit dem dazwischen angeordneten Rohr 10 dienen. Mittels weiterer Muttern 28 und Unterlegscheiben. 29 lassen sich elektrische Zuführungsdrähte an den Stiftschrauiben 24 anbringen und auf diese Weise mit den zugehörigen Kontakten 22 ader 23 elektrisch verbinden. Ein Deckel 30 ist vorgesehen.

Der Schalter wird derart eingebaut, daß die durch die UnterfLäche der Schulter I4_a gelegte Ebene in der normalen Fluglage des Flugzeuges ungefähr waagerecht verläuft. Eine entsprechend hohe, senkrecht nach unten gerichtete Verzögerung bewirkt, daß das Pendel 16 yon der Schulter 14,, abläuft und die Bügelfeder 18 über die Mitte wegzieht, so daß die Kontakte 22, 23 schließen. Verzögerungen in

30- beliebiger anderer Richtung in oder unter der vor-, stehend beschriebenen Ebene lassen dias Pendel 16 um den Flansch mit abgeschrägten Kanten als Drehpunkt ausschlagen und'bewirken gleichfalls ein Umschnappen der Bügelfeder 18. Die Ausnehmung in dem Körper 14 an der Schulter I4_a ist nach unten konisch erweitert, um ein Ausschilagen des Pendels zu ermöglichen. Da diie Zugstange 17 frei beweglich in der öffnung in der Bügelfeder 18 hängt, wird die Bügelfeder 18 durch ein. etwaiges Zurückschwingen des Pendels. 16 nicht zurückgeführt.

Der Pendelbewegung wirken die Elastizität der Bügelfeder und der durch die einwärts gerichteten Druckkräfte der beiden Blattfedern. 19 ausgeübte Bewegungswiderstand entgegen, so daß die Verzögerung, bei der die Bügelfeder umschnappt, von diesen Gegenkräften und außerdem noch von dein Verhältnis des Flanschhalbmessers, zu dem Abstand der Flanschaußenkanten vom Schwerpunkt des Pendels abhängt.

Es hat 'sich gezeigt, daß es möglich ist, einen praktisch gleichen Wert für die Verzögerung, bei der das Gerät anspricht, über einen körperlichen Winkel von mindestens i8o° durch entsprechende Bauart des Schalters zu erreichen. Beispiels .veise läßt sich mit dem zum Ansprechen auf eine Verzögerung .von 3 g in' vertikaler oder horizontaler Richtung eingestellten Schalter die Abweiehnung von diesem Anspreehwert in anderen Richtungen auf etwa V2g beschränken. Darüber hinaus ist es möglich, den Schalter zum Ansprechen bei beliebigen Werten von g innerhalb eines weiten Bereiches lediglich durch Verschieben der Klemmstücke 21 einzustellen. Bei dem in der Zeichnung maßstabsgerecht dargestellten Schalter hat dlas Trägheitsglied die folgenden ungefähren· HauptmaJ3e:

Abstand von Mitte Bügelfedier

bis Mitte Zugstangenendkugel ¹In" (11,11 mm) Durchmesser des Flansches mit

abgeschrägten Kanten ⁵/e" (15,88 mm)

Abstand von Mitte Zugstangenendkugel bis Pendieluniterfeanfe ³U" (19,05 mm).

Das Zurückstellen des Schalters wird mittels zweier an Spindeln 34 angebrachter Klauen 33 be-.wirkt. Die Spindeln 34 sind mit ihrem Unterteil in Bohrungen in den Körper 14 eingesetzt und werden durch Federn 35 in Richtung nach unten belastet, so daß die Klauen 33 normalerweise auf der Platte 32 aufliegen. Die Oberteile der beiden Spindeln 34 sind durch einen Blechstreifen 36 miteinander verbunden. Zum Zurückstellen des Schalters braucht nur dieser Streifen 36 nach oben geschoben zu werden, wodurch die Klauen 33 die Bügelfeder 18 anheben und. sie in ihre obere Stellung um-schnappen lassen.

Beide Kontaktpaare können in getrennten Feuerlöscher^Zündstromkreisen, liegen. Ein Kontaktpaar oder beide Kontaktpaare oder zusätzliche Kontaktpaare können auch zum Auslösen anderer erwünschter Wirkungen, beispielsweise zum Ausschalten der Motorzündung oder der Treiibstoffzufuhr oder zum Betätigen von Noteinrichtungen, benutzt werden.

Um eine Unfallschutzeinrichfung zu erhalten, bei der nicht nur der Trägheitsechalter auf Unfälle während der Flugbewegung in beliebiger Richtung innerhalb eines weiten körperlichen Winkels an— spricht, sondern bei der auch der Feuerlöschmittelverteiler zuverlässig ohne Rücksicht auf die Lage des Flugzeuges im Augenblick" des Ausstoßens von Feuerlöschmittel arbeitet, können Feuerlöscher vorgesehen sein, -bei denen zum Ausstoßen des flüssigen Feuerlöschmittelsxein, hochkomprimiertes Gas verwenden, wobei, das Gas undi das Feuerlöschmittel . wenigstens bis vor Einsetzen des Ausstoßen« getrennt gehalten werden. Bei den bekannten Feuerlöschern muß die Ausstoß öffnung sich im Augenblick des Ausstoßens gewöhnlich in der untersten Lage befinden, da andernfalls die Gefahr besteht, daß das komprimierte Gas vor dem flüssigen Feuerlöschmittel teilweise oder vollständig entweicht, so uo daß das letztere nicht ausgeblasen wird. Auch wenn der Feuerlöscher so eingebaut wird, daß seine Ausstoßöffnung sich in der normalen Fluglage oder bei am Boden befindlichem Flugzeug in der Tieflage befindet, kann sich doch als Folge eines Unfalls I¹S eine solche Lage des Flugzeuges ergeben, daß die Ausstoßöffnung sich zur Zeit des AusstoßvO'rganges nicht in der unteren Lage befindet und ein wirkungsvolles Ausstoßen damit nicht erreicht wird.

Bei einer Ausführungsform eines Feuerlöschers ist das die Ausstoßöffnung aufweisende Ende des Feuer löschens ähnlich dem nach der Darstellung in Fig. 1 der Zeichnung zu der britischen Patentschrift 693 017. Das andere Ende der Flasche ist jedoch derart angeordnet, daß sich ein mit einem Dich-

tuoigszapfen versehener geschlossener Druckgasbehälter ergibt. Die Zugstange hängt einerseits mit dam Diöhtungszapfen zusammen und ist andererseits an dem vor der Ausstoßöffnung angeordneten Verschlußglied befestigt. Durch diese Konstruktion wenden das Druckgas unddais Feuerlöschmittel bis zum Zünden der Sprengladung zum Aufbrechen des die Ausstoß Öffnung ^dichtenden Verischilußgliedes getrennt gehalten. Wenn idias Verschlußglied

ίο sich um ein geringes Maß von der Ausstoßöffnung entfernt hat, legt sich das andere Ende der Zugstange mit eisner Schulter gegen den Dichtungszapfen, und, durch weitere Bewegung des Verschlttßglieides wird ein zerbrechlicher Teil des Dich-■ tungszapf ens zertrümmert, so daß das Druckgas zur Einwirkung auf das Feuerlöschmittel kommen, kann und dieses durch die Öffnung auspreßt. Es ist gegebenenfalls erwünscht, die Trennung von Gas und Feuerlöschmittel auch während des Ausstoßen^

ao einzuhalten. Ein Mittel hierzu besteht darin, daß ein Kolben mit einem dünnen, an den Seitenwänden der Flasche gleitenden Kolbenhemd und einem die Zugstange umfassenden zentralen Führungsrohr vorgesehen wird- Normalerweise befindet sich der Kolben, in der Nähe des Gasbehälters. Nach öffnen des Gasbehälters hält der Kollben die Trennung weiterhin aufrecht, bewegt sich jedoch unter der Wirkung des Gasdruckes mit dem ausströmenden Feuerlöschmittel in der Flasche nach unten, wobei er durch die Verbindung des Fübrungsrohres mit der Zugstange geführt wird.

Die beschriebene Ausführungsform des Feuerlöschers stellt nur eine von vielen möglichen Ausführungsformen dar, durch die das Druckgas und das Feueriöschmittel vor Beginn^des Ausstoßens und gegebenenfallB auch während des Ausstoßens voneinander getrennt gehalten werden können.

Claims

Patentansprüche:

i. Elektrischer Trägheitsschalter für die Feuerlöschanlage in F-lugzeugen, der aus einer Grundplatte, einem Trägheitsglied und aus das Trägheitsglied gegen die Grundplatte abstützenden federnden Mitteln besteht und bei Verzögerungen in beliebiger Richtung Mittel zum Verteilen von Feuerlöschmittel unabhängig von der Lage des Flugzeuges betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsglied (16) frei beweglich an den federnden Mitteln (18) aufgehängt ist und an in bezug auf die' Grundplatte (11) festen Schultern (14) anliegt, wodurch bei Einwirken einer bestimmten Verzögerung in beliebiger Richtung innerhalb eines weiten , Raumwinkels auf die Grundplatte das Trägheitsglied gegen die Wirkung der federnden Mittel sich um die genannten Schultern als Drehpunkt dreht.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte weite Raumwinkel ungefähr i8o° beträgt.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Betätigen des Schalters, erforderliche Verzögerung über den ganzen Raumwinkel praktisch gleich ist. g₅
4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Betätigen des Schalters in beliebiger Richtung innerhalb des genannten Raumwinkels erforderliche größte Verzögerung die in beliebiger Richtung innerhalb des Raumwinkels wirksame geringste Verzögerung um nicht mehr als 50% des Wertes der geringsten Verzögerung überwiegt.
5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden Mittel (18) ein Glied mit Schnappwirkung enthalten, das durch Drehen des Trägheitsgliedes umschnappt.
6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die federnden -Mittel in einer Bügelfeder bestehen.
7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem Ende der Bügelfeder federnde Mittel (19) angreifen, dieeine Druckkraft auf die Bügelfeder ausüben, wobei die Druckkraft zum Ändern, der den Schalter zum Ansprechen bringenden Verzöge-rung einstellbar ist.
8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheits- _go glied aus einem Ober- (i6_a) und einem Unterteil (i6_ö) besteht, wobei das Unterteil aus einem Material von größerer Wichte als das Oberteil besteht.
9. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Klauen (33), die gegen die Bügelfeder angehoben werden können und diese zum Zurückstellen in ihre Normalstellung umschnappen lassen.
10. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägheitsglied drehbar an dem kugelförmigen Ende einer Zugstange (17) befestigt und die Zugstange mit dem anderen Ende an den federnden - Mitteln aufgehängt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 606222; 649943; deutsche Patentanmeldung J 4884 V/61 a; britische Patentschrift Nr. 640 796.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.