DE2609366A1

DE2609366A1 - Duennwandiges rohr, insbesondere als heissluftkanal fuer flugzeuge

Info

Publication number: DE2609366A1
Application number: DE19762609366
Authority: DE
Inventors: Stephen N Affa; Ray Newman
Original assignee: General Connectors Corp
Current assignee: Meggitt Simi Valley Inc
Priority date: 1975-06-27
Filing date: 1976-03-06
Publication date: 1977-01-13
Also published as: FR2315656B1; JPS525198A; US4033381A; GB1555544A; JPS5653159B2; DE2609366C2; FR2315656A1

Description

PATENTANWÄLTE b9 Augsourg 22, den 5-3.1976

_ . ._-,.,, RilkestraBelO

dr. ing. E. LIEBAU

DIPL.ING. G. LIEBAU Si SJKS&fr 2609366 Ihr Zeichen

General Connectors Corporation

3205 Burton Way, Burbank, California / V.St.A,

Dünnwandiges Rohr, insbesondere als Heißluftkanal für Flugzeuge

Die Erfindung betrifft ein dünnwandiges Rohr, das als Heißluftkanal oder -leitung für Flugzeuge verwendet werden kann.

Der Bau von Heißluftkanälen für Flugzeuge erfordert die Beachtung vieler Umstände. Vor allem ist es wichtig, daß sie so leicht wie möglich sind, da Kanäle in modernen Großraumflugzeugen sehr lang sind, so daß eine Gewichtseinsparung von Bedeutung ist.

Eine Möglichkeit, das Gewicht der Leitungen herabzusetzen,

T.l.fon (0821)57608») Telegr.-Adr.= ELPATENT - Augsburg Postscheckkonto München 86510-809 D.utsch. Bank AG Aufl.bure Kto.-Nr. 0*34

Bankltitzahl 720 700

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würde darin bestehen, die Wandstärke zu verringern. Dies führt jedoch normalerweise zu einer geringeren Festigkeit und insbesondere zu einer erhöhten Nachgiebigkeit bzw. Schwäche bei Unterdrücken, wenn gleichzeitig hohe Temperaturen auftreten. Ein Bruch in einer Leitung während des Fluges kann zu einer zerstörenden Situation führen.

Ein weiteres Problem, das bei Heißluftkanälen für Flugzeuge besteht, ist, daß Schwingungen oft zu Reibungs- und Scheuerbewegungen an verschiedenen Oberflächen des Flugzeuges während des Fluges führen. Diese Reibungs- und Scheuerbewegungen erhöhen bei einer geringen Wandstärke, niedrigen Leitungsdrücken und hohen Temperaturen ebenfalls die Gefahr eines Bruches während des Fluges. Ausserdem kann ein Kontakt der Leitung mit einigen Oberflächen im .Flugzeug wegen der inneren Anordnung der Brennstoffleitungen und anderer temperaturempfindlicher Teile innerhalb des Flugzeugs gefährlich sein.

Der Erfindung liegt daher vor allem die Aufgabe zugrunde, einen Heißluftkanal von geringem Gewicht zu entwickeln, der hohen Innentemperaturen und niedrigen Innendrücken ohne Verformung oder Bruch der Leitung standhalten kann.

Ferner gehört es zur Aufgabe der Erfindung, einen widerstandsfähigen Heißluftkanal von geringem Gewicht zu entwickeln, der so gestaltet ist, daß seine Aussenflache gegen eine Reibungs- oder Scheuerbewegung an anderen Kanälen oder Oberflächen im Flugzeug geschützt werden kann.

Desgleichen gehört es zur Aufgabe der Erfindung, einen Heißluftkanal von geringem Gewicht für ein Flugzeug zu entwickeln, der so gestaltet ist, daß eine gute Wärmeübertragung aus dem Inneren des Kanals an die ümgebungsiuft möglich

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ist, um zu verhindern, daß hohe Temperaturen die Leitung schwächen.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht im Aufriß eines erfindungsgemäßen Heißluftkanals, aus welcher ersichtlich ist, wie der Kanal an einer Reibe- oder Scheuerbewegungan benachbarten Flächen gehindert wird;

Fig. 2 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3 eine Endansicht eines Verstärkungsringes für einen Heißluftkanal;

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Heißluftkanal in eine Bohrung eingebaut;

Fig. 5 eine Ansicht im Aufriß eines abgeänderten Heißluftkanals, der^nnerhalb einer Bohrung angeordnet und mit einer Aussenkühlung versehen ist.

Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Heißluftkanal, der allgemein mit 10 bezeichnet ist, ist aus einem dünnwandigen Metallrohr geformt. In linearem Abstand voneinander sind eine Anzahl Verstärkungsringe 12 angeordnet, die mit der Aussenfläche 14 des Rohres verschweißt und vorzugsweise aus einem dünnen Blech hergestellt sind. Die Ringe sind so geformt, daß sie im wesentlichen einen rinnenförmigen Querschnitt haben, von dem aus sich Befestigungsflanschteile 16 und 18 in entgegengesetzten Richtungen erstrecken, die an

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der Öffnung des Rinnenteils bzw. der Kammer 20 angeordnet sind, wie Fig. 4 zeigt.

Die Kammern 20 sind mit Öffnungen 22 versehen, die sowohl als Ableitöffnungen als auch zur Herstellung einer Verbindung zwischen der Umgebungsluft um den Heißluftkanal herum und dem Inneren der Kammer 20 zur Kühlung, wie nachfolgend näher beschrieben wird, dienen.

Die Verstärkungsringe 12 am Kanal oder Rohr 10 haben mehrere Funktionen. Vor allem sind sie an den Flanschen 16 und 18 mit der Aussenflache 14 des Rohres 10 verschweißt. Auf diese Weise tragen sie dazu bei, zu verhindern, daß das Rohr zusammengedrückt wird, wenn der Druck innerhalb des Heißluftkanals unter den Umgebungsluftdruck absinkt. Die Kanäle bzw. Leitungen können daher aus einem dünneren Metall geformt werden als es sonst ohne Verringerung der Festigkeit möglich wäre. Da, wie erwähnt, Flugzeuge gegenwärtig sehr groß gebaut werden, sind die Kanäle oder Leitungen entsprechend groß, so daß die Gewichtseinsparungen sehr wesentlich werden.

Ferner dienen die radial abstehenden Blechverstärkungsringe 12 auch als Wärmestrahler, die zur Kühlung des Heißluftkanals beitragen, wenn sie von sehr heissen Gasen durchströmt werden. Dies verhindert, daß die Temperaturen innerhalb des Kanals bzw. der Leitung so hoch ansteigen, daß die dünnen metallischen Wände des Rohres geschwächt werden. Das Heißluftkanalrohr kann daher wesentlich dünner und leichter hergestellt werden als es sonst möglich wäre.

Darüber hinaus haben die Kanäle bzw. Leitungen noch eine weitere Funktion, wie in Fig. 2 gezeigt, als die rinnenförmigen Verstärkungsringe 12 als Vorsprünge oder Abstands-

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stücke dienen und verhindern, daß die Oberfläche 14 der
Leitungen an einer anderen Fläche oder Leitung, beispielsweise an der Fläche 24, während des Fluges zur Reibung
kommen. Eine gegebenenfalls auftretende Reibung würde an
der Oberfläche der radialabstehenden Rinnenteile der Ringe stattfinden, wie Fig. 2 zeigt, und selbst wenn die Ringe sich infolge Reibung durchscheuern, würde eine solche Abnutzung keine Wirkung auf die Festigkeit oder Unversehrtheit des Kanals bzw. der Leitung selbst haben.

Ausserdem sind die Ringe alle in der gleichen Weise geformt und jeder Ring 12 ist mit ausgefluchteten Öffnungen 22 versehen. Daher kann, wenn die Ringe 12 an den Leitungen 10
so befestigt werden, daß die ausgefluchteten Öffnungen 22 in jeder Kammer 20 bzw. in jedem rinnenförmigen Teil sich alle in linearer Ausfluchtung befinden, wie in Fig. 4 gezeigt, Kühlluft durch die ausgefluchteten Öffnungen 22
über die Oberfläche der dünnwandigen metallischen Leitung geblasen werden, um die Länge des Rohres zu kühlen, so
daß das Rohr höheren Temperaturen und niedrigeren Drücken als es sonst möglich wäre, standhalten kann. Diese Anordnung ist besonders wichtig, wenn die Leitung 10 in eine
Bohrung 26 eines Bauteils 28 eingebaut werden muß und die Temperatur innerhalb der Leitung sehr hoch ist (siehe Fig.4). In einem solchen Falle verhindern die radial abstehenden
Ringe 12, daß die Oberfläche 14 der Leitungen gegen die Fläche 30 der Bohrung 26 reibt. Ausserdem kann, wenn, wie erwähnt, alle öffnungen 22 in linearer Ausfluchtung sind, und die
Temperaturbedingungen innerhalb des Heißluftkanals dies
erfordern, Kühlluft von aussen durch die Bohrung 24 geblasen werden, wobei die Luft durch die ausgefluchteten öffnungen 22 hindurchtritt, um die Länge der Leitung zu kühlen.

Bei den in Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsformen ist

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die den Kanal bzw. die Leitung umgebende Kammer 20 kontinuierlich und ringförmig. Unter gewissen Umständen können jedoch die Kammern 20 durch Segmente gebildet werden, indem voneinander in Abstand befindliche Eintiefungen 32 im Ring 12 geformt werden, wie in Fig. 5 gezeigt. Diese Anordnung ermöglicht es, daß die Kammern 34 in den Eintiefungen abgeschlossen oder mit einem anderen Material gefüllt werden, je nachdem es die jeweiligen Umstände erfordern. Gleichzeitig können durch eine entsprechende Anordnung der Ringe auf dem Kanal bzw. der Leitung die Eintiefungen ausgerichtet werden, damit ein viel grösseres Kühlluftvolumen durch den Raum zwischen den Eintiefungen strömen kann, wenn der Kanal bzw. die Leitung innerhalb einer eng sitzenden Bohrung angeordnet ist.

Patentansprüche i

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Claims

Patentansprüche :

f 1.)Heißluftkanal der beschriebenen Art, gekennzeichnet durch ein Rohr und kombinierte Elemente, die an der Aussenflache des Rohres befestigt sind, um sowohl dem Rohr eine höhere Festigkeit ζμ verleihen, so daß es einem niedrigen Innendruck standhalten kann, um das Rohr zu kühlen, als auch um zu verhindern, daß die Aussenfläche des Rohres an irgendeiner benachbarten Fläche zur Reibung kommt.
2. Heißluftkanal der beschriebenen Art, gekennzeichnet durch ein dünnwandiges Metallrohr, eine Anzahl von in linearen Abständen voneinander befindlichen Verstärkungsringen, die starr an der Aussenfläche des Rohres befestigt sind, um zu verhindern, daß das Rohr zusammenbricht, wenn der Innendruck innerhalb des Rohres wesentlich abnimmt, welche Verstärkungsringe im Querschnitt rinnenförmig und an der Aussenfläche des Rohres so befestigt sind, daß sie radial nach aussen abstehen und dadurch radial gerichtete Wärmeabstrahlungsflächen um das Rohr herum bilden und so angeordnet sind, daß die Rinnen nach innen offen und durch die Aussenfläche des Rohres abgeschlossen sind und dadurch eine ringförmige Kammer um das Rohr herum bilden.
3. Verstärkungsring für einen Heißluftkanal aus dünnem

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Blech, gekennzeichnet durch einen rinnenförmigen Querschnitt, der eine rinnenförmige Eintiefung im Verstärkungsring begrenzt, an deren Eintrittsseite entgegengesetzt gerichtete Flansche angeformt sind, die an der Aussenfläche eines Heißluftkanals starr befestigt werden können.
4. Verstärkungsring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rinnenförmige Teil der Ringe mit sich durch das Metall hindurch erstreckenden öffnungen versehen ist.
5. Verstärkungsring für einen Heißluftkanal aus dünnem Blech, gekennzeichnet durch einen rinnenförmigen Teil und Flanschteile, welch letztere an dem rinnenförmigen Teil befestigt sind und sich in entgegengesetzten Richtungen zur Befestigung an der Aussenfläche des Heißluftkanals erstrecken und öffnungen durch das Blech des rinnenförmigen Teils vorgesehen sind.
6. Heißluftkanal der beschriebenen Art, gekennzeichnet durch ein dünnwandiges Metallrohr, eine Anzahl von linear voneinander in Abstand befindlichen Verstärkungsringen, die an der Aussenfläche des Rohres angebracht sind, um zu verhindern, daß das Rohr zusammenbricht, wenn der Innendruck des Rohres niedrig ist, von welchen Verstärkungsringen jeder aus Blech geformt ist und einen rinnenförmigen Teil mit sich entgegengesetzt erstreckenden Befestigungsflanschteilen, die am rinnenförmigen Teil ange-

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bracht sind, aufweist, welche Verstärkungsringe ferner an der Aussenflache des Rohres so angeordnet sind, daß die rinnenförmigen Teile radial nach aussen abstehen und eine Wärmestrahlungs- und Abstandshalteflache um das Rohr herum bilden, wobei der rinnenförmige Teil nach innen offen ist und durch die Aussenfläche des Rohres abgeschlossen und dieser zugekehrt ist, wodurch eine ringförmige Kammer um das Rohr herum begrenzt wird, welche sich entgegengesetzt erstreckenden Befestigungsflanschteile an der Aussenfläche des Rohres starr befestigt sind, und öffnungen in dem rinnenförmigen Teil der Verstärkungsringe eine Verbindung zwischen der ringförmigen Kammer um das Rohr herum und der Ümgebungsluft herstellen.
7. Heißluftkanal der beschriebenen Art, gekennzeichnet durch ein dünnwandiges Metallrohr, eine Anzahl von linear voneinander in Abstand befindlichen Ringen, die an der Aussenfläche des Rohres angebracht sind, um zu verhindern, daß das Rohr zusammenbricht, wenn der Innendruck des Rohres wesentlich abfällt, von welchen Verstärkungsringen jeder aus Blech geformt ist und einen rinnenförmigen Teil mit sich in entgegengesetzt erstreckenden Befestigungsflanschteilen aufweist, die an dem rinnenförmigen Teil angebracht sind, welche Verstärkungsringe an der Aussenfläche des Rohres so angebracht sind, daß die rinnenförmigen Teile, die nach aussen abstehen, eine Wärmestrahlungs- und Abstandshalteflache um das Rohr herum bilden, wobei der rinnenförmige Teil nach innen offen ist und durch die Aussenfläche des Rohres abgeschlossen und dieser zugekehrt ist, um da-

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durch eine ringförmige Kammer um das Rohr herum zu begrenzen, welche sich entgegengesetzt erstreckenden Befestigungsflanschteile an der Aussenfläche des Rohres starr befestigt sind, und in jedem der rinnenförmigen Teile in Ausfluchtung befindliche öffnungen geformt sind, die eine Verbindung zwischen den ringförmigen Kammern um das Rohr herum und der Umgebungsluft herstellen, welche Verstärkungsringe auf dem dünnwandigen Rohr so angeordnet sind, daß die ausgefluchteten öffnungen in jedem rinnenförmigen Teil des dünnwandigen Rohres alle in linearer Ausfluchtung sind, so daß die Aussenfläche des Rohres leicht gekühlt werden kann, wenn eine Kaltluftströmung durch die ausgefluchteten öffnungen in den ringförmigen Kammern der Verstärkungsringe geleitet wird.

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