DE1921639A1 - Elektrisches System eines Enteisers fuer die Oberflaeche von duennwandigen Konstruktionen - Google Patents

Elektrisches System eines Enteisers fuer die Oberflaeche von duennwandigen Konstruktionen

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Description

1321639
Patentanwälte
ZELLENTIN υ. LUYKEN
8000 München 22
Zweibruckenstr, 6
Igor Anatoljevic* Levin 28. April 1969
Moskau / UdSSR P 26 734
KLEiL1I1RISCHlIiS SiSTEM EINES ENTEISERS S1UR DIE OBERFLÄCHE VON DÜNNWANDIGEN KONSTRUKTIONEN
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Enteisung der Oberfläche von dünnwandigen Konstruktionen anter Vereisungsverhältnissen, insbesondere auf Einrichtungen zur Enteisung der Verkleidungsoberfläche von Flugkörpern, Schiffen und Antennen. Sie findet aber auch bei anderen Transportmitteln oder Apparaten und Konstruktionen Verwendung»
Es sind Einrichtungen bekannt, die zur Enteisung der Oberfläche von dünnwandigen Ä.onstruKtionen in der Verkleidung kontinuierliche Ultraschall- bzw. Schallschwingungen erzeugen. Diese Einrichtungen haben ein elektrisches System, in dem der Speiseteil über einen · Ultraschall- bzw. Schallgenerator mit Umwandlern elektrischerSigna}« in mechanische gekoppelt wird, die in der Nähe der Verkleidung (s. · z.B. die belgische Patentschrift Nr, 532790) angebracht sind.
Derartigen einrichtungen haftet der Nachteil an, daß sie zur kontinuierlichen -Enteisung einen großen Stromverbrauch aufweisen.
ZwecK der vorliegenden Erfindung ist es, den genannten Nachteil zu überwinden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches System für einen Enteiser zu entwickeln, bei dem die ^ununterbrochen, einer Speisequelle entnommene Speiseleitung
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wesentlich herabgesetzt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim elektrischen System des Enteiser*für die Oberfläche der dünnwandigen Konstruktionen, insbesondere der Verkleidung von flugkörpern, in dem der Speiseteil mindestens über einen Elektroenergiespeicher mit nahe der Verkleidung angebrachten Umwandlern elektrischer Impulse in mechanische gekoppelt wird, jedem dieser Umwandler erfindungsgemäß ein Schalter, beispielsweise eine steuerbare Halbleiterdiode, vorgeschaltet wird, dessen eina-Eingang mit einem Elektroenergiespei^cher, und der zweite mit einem an den Speiseteil angeschlossenen Pro srammkommutator verbunden wird, der an den Elektroenergiespeicher einen entsprechenden Schalter anschlledt·
Ein derartiges elektrisches System liefert an die Verkleidung Impulse (3eder)von. denen aus einer einzigen Schwingung besteht (Einzelimpulse)»
Es ist angebracht den Enteiser mit einem derartigen elektrischen System als einen elektrischen Impulsenteiser zu bezeichnen.
Man kann, an die Verkleidung Impulse, die aus einigen Schwingungen bestehen, sogenannte "Wellenpakete", geben. In diesem Fall wird die Aufgabe mituels eines elektrischen Systems gelöst, in dem der Speiseteil über einen Ultraschall- ; bzw. Schallgenerator mit nahe der Verkleidung angebrachten Umwandlern elektrischer Schwingungen in mechanische verbun-
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den ist. Dabei wird erfindungsgemäß jedem Umwandler ein Schalter, beispielsweise eine Elektronenröhre, vorgeschaltet, dessen einerEingang über einen durch einen Impulsgenerator gesteuerten Modulator, der mit einem Ultraschallgenerator und der zweite mit einem an den Speiseteil angeschlossenen Frogrammkommutator verbunden wird, der an den obengenannten Modulator einen.entsprechenden Schalter anschließt.
Es ist angebracht, die Vorrichtung mit einem derartigen elektrischen System als einen Ultraschall-Impulsenteiser zu bezeichnen.
Zweckmäßigerweise wird jedem genannten Umwandler ein Leistungsverstärker vorgeschaltet, dessen einerEingang über den Frogrammkommutator mit dem Modulator, und der zweite mit einem Schalter w.?t)unden wird, dessen eixkrEingang über den Elektroenergies^sicher und Progr&iiimkommutator mit dem Speiseteil, und der zweite mit dem Impulsgenerator gekoppalt ist. Derartige Ausführung eines elektrischen Systems gestattet es, die elektrische Energie in Zeitabständen zwischen den "Wellenpaketen" zu speichern, was die aufgenommene Durchschnittsleistung vermindert und die Impulsenergie steigert.
Ein gemäß der Erfindung ausgeführtes elektrisches System ermöglicht es, die Speiseleistung des Enteisers zu vermindern und seine Betriebszuverlässigkeit zu erhöhen, da darin bei Ausfall eines der nahe der Verkleidung angebrachten Umwandler die anderen weiterarbeiten.
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Die Erfindung soll nachstehend an Hand der Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt
Fig. 1 die Blockschaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Systems eines Enteisers für die Oberfläche von dünnwandigen Konstruktionen, das sich zum Anlegen von Einzelimpulsen eignet.
Pig. 2 dasselbe zum Anlegen von "Wellenpaketen1';
Fig. 3 dasselbe mit einem angeschalteten Leistungsverstärker und Elektroenergiespeicher.
Nahe Flugzeugverkleidung I (Fig. 1) (nicht aufgezeigt) sind Umwandler elektrischer Impulse in mechanische angebracht. Als solche Umwandler kommen Magnetinduktoren 2 in Frage, die an der Innenseite der Verkleidung angebracht sind. Impulse, die an die Verkleidung gegeben werden, üben auf sie eine Kraftwirkung aus, die in der Ente is ungs zone elastische Verformungen ausbildet. Zur Minderung der Feldstreuung zwischen dem Magnetinduktor 2 und der Verkleidung I wird der Abstand zwischen ihnen im Rahmen der Herstellungsbedingungen möglichst klein gehalten, wobei die Form des Magnet Induktors die Verkleidung gänzlich oder nahezu nachbilden soll.
Jedem Magnetinduktor 2 ist ein Schalter 3 vorgeschaltet. Als Schalter 3 kann eine steuerbare Diode in Anwendung kommen.
Der Ausgang des Schalters 3 ist mit dem Magnet induktor
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2 gekoppelt, während der eine Eingang des genannten Schalters mit dem Elektroenergiespeicher, beispielsweise einem Kondensator 4, und der zweite mit dem Programmkommutator 5 gekoppelt ist. Der Kondensator 4 und der Programmkommutator 5 sind an den Speiseteil 6 angeschlossen. Dieser Teil ist über
netz
den Schalter ? ans Bora*8 angeschlossen . .
Ein nach dieser Schaltung ausgeführtes elektrisches System leitet dem Magnetinduktor 2 Einzelimpulse zu.
Zur Ausbildung eines "Wellenpakets'1, das auf den Umwandler elektrischer Schwingungen in mechanische geliefert . wird, kann das System nach einer in der Fig. 2 dargestellten Schaltung ausgeführt sein·
Als genannte Umwandler kommen magnetostriktive Schwinger 9 in Präge, die an der Innenseite der Verkleidung I angebracht werden.
Jedem magnetostriktiven Schwinger 9 ist ein Schalter 10 vorgeschaltet, bei dem der Ausgang mit dem magnetostriktiven Schwinger 9, der eine Eingang mit dem Modulator II, und der zweite Eingang mit dem Programmkommutator 12 verbunden sind.
Der Modulator II ist seinerseits mit einem Eingang an den Ultraschallgenerator 13 und mit dem zweiten Eingang an den Impulsgenerator 14 angeschlossen, der periodisch Hechteckimpulse dem genannten Modulator II liefert.
Der Ultraschallgenerator 13, der Impulsgenerator 14 und der Programmkommutator 12 sind mit dem Speiseteil 15
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verbunden, der seinerseits über den Schalter 7 ans Bordnetz 8 angeschlossen ist.
Nötigenfalls kann zwischen jedem magnetostriktiven Schwinger 9 und Schalter 10 ein Leistungsverstärker 16 (Fig* 3) geschaltet werden.
Der eine Eingang des genannten Leistungsverstärkers wird über den Prograwmkommutator 17 an den Modulator II, und der zweite Eingang an den Ausgang des Schalters 10 angeschlossen, der mit einem Eingang dem Elektroenergiespeicher, beispielsweise einem über den Programmkommutator 17 an den Speiseteil 15 angeschlossenen Kondensator 18 und mit dem zweiten Eingang dem Impulsgenerator 14 zugeschaltet ist.
Das elektrische System zur Enteisung der Oberfläche von dünnwandigen Konstruktionen arbeitet wie folgt:
Zum Schutz der Verkleidung I (Fig. I) vor Vereisung wird mittels Schalter 7 der Speiseteil 6 ans Bordnetz 8 manuell oder automatisch angeschlossen.
Der genannte Speiseteil lädt den Kondensator 4- bis auf eine vorgegebene Spannung auf und liefert gleichfalls
a an den Programmkommutator 5· Bei geöffnetem Schalter
entlädt sich der Kondensator 4 auf den Magnet induktor 2. Der Programmkommutator 5 Öffnet den entsprechenden Schalter J> für die Entladezeit des Kondensators 4·· Nach einer; zum Aufladen des Kondensators 4 erforderlichen Pause öffnet der Programmkommutator 5 den nächsten Schalter. So werden
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die Schalter 3 abwechselnd für die Entlade zeit geöffnet und für die Aufladezeit des Kondensators 4· gesperrt.
Der Magnetinduktor wandelt einen, vom Kondensator eingetroffenen Einzelimpuls in eine mechanische Bewegung der Verkleidung um, wodurch das Eis von deren Oberfläche entfernt wird. ,
Die Arbeit des elektrischen Systems bei der Lieferung eines "Wellenpakets" geht wie folgt vonstatten:
Zum Schutz der Verkleidung I (Fig. 2) vor Vereisung wird mittels Schalter 7 der Speiseteil 15 ans Bordnetz 8 manuell oder automatisch angeschaltet. Der genannte Speiseteil lie-
fert erforderlichen Stromarten: einen Gleichstrom erforderlicher Spannung und einen Wechselstrom niedriger Frequenz.
Der Ultraschallgenerator 13 liefert einen Strom vorgegebener Frequenz und erforderlicher Spannung. Der Impulsgenerator 14 liefert periodisch Rechteckimpulse auf den Modulator IT. und auf den durch den Frogrammkommutator 12 angeschalteten entsprechenden Schalter 10.
Der Modulator II, indem er einen Rechtekimpuls erhalt, läßt eine Folge von hochfrequenten Stromschwingungen (ein Wellenpaket") durch, und während der Pause zwischen den Rechteckimpulsen unterbricht er den Stromkreis für den Generator
Der Frogrammkommutator 1? (Fig. 3) besitzt drei Kanäle
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und schaltet diese Kanäle der Reihe nach an den entsprechenden magnetostriktiven Schwinger 9 oder an eine Gruppe von Schwingern (in der Fig. 3 ist eine abwechselnde Schaltung an jedes Paar von magnetostriktiven Schwingern gezeigt).
In dem durch den Prograiamkommutator 17 angeschalteten Schwinger 9 wird der Kondensator 18 ununterbrochen durch einen Gleichstrom aufgeladen und über den Schalter 10 während der Lieferung auf den letzteren eines ^echteckimpulses vom Impulsgenerator 14- entladen.
Der Leistungsverstärker 16, indem er gleichzeitig mit der Impulsgabe einen starken Strom von dem sich entladenden Kondensator lö und ein "Wellenpaket11 vom Modulator II erhält, liefert ein leistungsstarkes "Wellenpaket" auf den magnetostriktiven Schwinger 9· Der letztere wandelt das "Paket" elektrischer Schwingungen in ein "Paket" von mechanischen Schwingungen der Verkleidung um, wodurch das Eis von deren Oberfläche entfernt wird.
Bei der Beschreibung der zu betrachtenden Ausführungsvarianten der Erfindung werden zwecks Exaktheit eine konkrete spezielle Terminologie, eine konkrete Anordnung von Elementen sowie deren konkrete Zusammenschaltung verwendet. Jedoch wird die Erfindung durch spezielle Fachausdrücke, Anordnung von Elementen und deren Zusammenschaltung keinesfalls begrenzt. Es muß berücksichtigt werden, daß Jedes dieser Fachwörter sämtliche äquivalenten Elemente umfaßt, die analog
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arbeiten und zur Lösung derselben Aufgaben verwendet werden. Es werden darunter auch andere Anordnungen von Elementen und deren andere Zusammenschaltungen verstanden, bei denen die beschriebene Arbeitsweise des elektrischen Systems erhalt enbleibt·
Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit ' einigen Realisierungsarten beschrieben worden ist, können selbstverständlich Änderungelt und Varianten vorgenommen werden, die nicht über den Grundgedanken den Umfang der Erfindung und die Patentansprüche hinausgehen.
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Claims (3)

FolontonwäHe · · · 'ELLENTIN u I IiYIiPM rrZ ϊί U;LUYKfcN 28. April 196Q GOOO München 22 ZweibrOdwmlr. 6 P 26 73^ . - 10 PATENTANSPRUCH
1. Elektrisches System eines Enteisers- für die Oberfläche dünnwandiger Konstruktionen, vorzugsweise für die Verkleidung der Flugkörper, in dem der Speiseteil mindestens über einen Elektroenergiespeicher mit nahe der Verkleidung angebrachten Umwandlern elektrischer Impulse in mechanische gekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Umwandler (2) elektrischer Impulse in mechanische ein Schalter Q), beispielsweise eine steuerbare Halbleiterdiode, vorgeschaltet rif ., dessen eincrEingang mit einem Elektroenergiespeicher (4) und deftsizweiter mit einem dem Speiseteil (6) zugeschalteten Programmkoinmirfcator (5) verbunden ..ist;, der an den Elektroenergiespeicher (4) einen entsprechenden Schalter (3) anschließt.
2. Elektrisches System eines Enteisers für die Oberfläche dünnwandiger Konstruktionen, vorzugsweise für die Verkleidung der Flugkörper, in dem der Speiseteil über einen Ultraschall- bzw. Schallgenerator Schwingungen mit Umwandlern elektrischer in mechanische gekoppelt wird, die nahe der Verkleidung angebracht sind, dadurch g ekennze ichnet, daß jedem Umwandler (9) elektrischer Schwingungen in mechanische ein Schalter (10), beispielsweise eine Elektronenröhre, vorgeschaltet wird, dessen
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einerEingang mit einem. Ultraschall- bzw Schallgenerator (I3) über einen Impulsmodulator (II),. der durch einen Impulsgenerator (14) gesteuert wird, und deearzweitermit einem an den Speiseteil (15) gekoppelten Programmkommutator (12) verbunden wird, der an den Modulator (II) einen entsprechenden Schalter (10) anschließt.
3. Elektrisches System nach Anspruch 2, dadurch gekennze ich η et, daß jedem Umwandler (9) ein Leistungsverstärker (16) vorgeschaltet wird, dessen einer Eingang über den Programmkommutator (1?) mit dem Modulator (II), und desftwzweitermit einem Schalter (10) verbunden wird, bei dem der eine Eingang über den Elektroenergiespeicher (lö) und Programmkommutator (17) mit dem Speiseteil (15), und der zweite mit dem Impulsgenerator (14) ebenfalls über den Programmkommutator (IV) gekoppelt wird.
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