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Die
Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Stoßdämpfer für Flugzeugfahrwerke, der eine Verkürzungs-
bzw. Verlängerungsfunktion
aus der statischen Einfederung heraus beinhaltet. Hydropneumatische
Stoßdämpfer weisen
in der Regel ein Stoßdämpfergehäuse mit
einer mit Hydrauliköl
gefüllten
Kammer und einer durch einen Trennkolben abgeteilten gasgefüllten Kammer
auf.
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Aus
der
DE 30 27124 A1 und
aus dem in der „Transall" verwirklichten Hauptfahrwerk
ist es bekannt, zur Stoßdämpferverlängerung
und -verkürzung
Hydraulikzylinder seriell an den Stoßdämpfer anzukoppeln. Das führt allerdings
grundsätzlich
zu einer Vergrößerung der
Stoßdämpferbaulänge.
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Zur
Verkürzung
der Stoßdämpfer sind
darüber
hinaus Konstruktionen mit einem Ringkolben innerhalb des Dämpfers bekannt.
Bei dieser Anordnung ist jedoch keine Systemtrennung zwischen dem Hydrauliksystem
und dem Stoßdämpfer gewährleistet.
Im Fehlerfall einer Dichtung ist es möglich, dass Hydrauliköl aus der
Systemversorgung in den Stoßdämpfer eindringt
und dadurch die Dämpfereigenschaften
verändert.
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Aus
der
DE 30 27 124 A1 ist
bereits ein hydropneumatischer Stoßdämpfer für Flugzeugfahrwerke bekannt,
der ein Stoßdämpfergehäuse, eine mit
Hydrauliköl
gefüllte
Kammer und durch einen Trennkolben abgeteilte gasgefüllte Kammer
und einem mit der mit Hydrauliköl
gefüllten
Kammer über eine
Leitung verbundenen Hydraulikölspeicher
aufweist, wobei in dem Hydraulikölspeicher
das für
den Stoßdämpfer dienende
Hydrauliköl
von dem in den Kammern und Leitungen befindlichen Systemhydrauliköl getrennt
ist. Der Hydraulikölspeicher
besteht hier auch aus einer Kammer und zwei beweglichen Trennkolben,
die das für
den Stoßdämpfer dienende Hydrauliköl einschließen und
dieses vom Systemhydrauliköl
trennen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, einen ein- oder mehrstufigen
hydropneumatischen Stoßdämpfer zu
schaffen, der aus der statischen Einfederung hydraulisch verlängerbar
bzw. verkürzbar ist,
wobei der Stoßdämpfer insgesamt
eine möglichst kompakte
Baulänge
aufweisen soll. Es soll konstruktiv ausgeschlossen sein, dass Hydrauliköl aus der Systemversorgung
in den Stoßdämpferinnenraum eindringen
kann oder umgekehrt. Weiterhin soll sicher verhindert werden, dass
Gas aus dem Gasraum des Stoßdämpfers in
das Hydrauliksystem eindringen kann, selbst wenn die Dichtringe
fehlerhaft sind.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach
ist ein hydropneumatischer Stoßdämpfer für Flugzeugfahrwerke
geschaffen, der ein Stoßdämpfergehäuse mit
einer mit Hydrauliköl
gefüllten Kammer
und einer durch einen Trennkolben abgeteilten gasgefüllten Kammer
aufweist. Die mit Hydrauliköl
gefüllte
Kammer ist über
eine Leitung mit einem Hydraulikölspeicher
verbunden, wobei in dem Hydraulikölspeicher das für den Stoßdämpfer benötigte Hydrauliköl von dem
Systemhydrauliköl
getrennt ist. Zwei bewegliche gegenläufige Trennkolben schließen das
für den
Stoßdämpfer dienende
Hydrauliköl ein
und trennen dieses von dem Systemhydrauliköl, wobei durch das Systemhydrauliköl die Trennkolben aufeinander
zu bewegt und auseinander gefahren werden, wobei beim Zusammenfahren
der Trennkolben das Ölvolumen
des Stoßdämpfers vergrößert und
beim Auseinanderfahren verkleinert wird. Über das Systemhydrauliköl können die
Trennkolben aufeinander zu bewegt werden, wodurch Hydrauliköl aus dem
Hydraulikölspeicher über die
Leitung in die mit Hydrauliköl
gefüllte
Kammer des hydropneumatischen Stoßdämpfers gedrückt wird, so dass der gesamte
Stoßdämpfer verlängert wird.
Umgekehrt kann durch Absenken des Hydraulikdrucks der Stoßdämpfer wieder
verkürzt
werden, da die Trennkolben auseinander gefahren werden und im Hydraulikölspeicher
wieder einen größeren Raum
zur Aufnahme von Hydrauliköl
aus dem hydropneumatischen Stoßdämpfer schaffen.
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Durch
die erfindungsgemäße Lösung ist beim
Stoßdämpfer eine
hydraulische Verlängerung und
Verkürzung
aus jeder statischen Einfederung auf minimale und maximale Dämpferlänge möglich. Die Baulänge des
Dämpfers
ist durch die Verkürzungs- und
Verlängerungseinrichtung
minimal beeinflusst. Durch den separat angeordneten Speicherbehälter und
durch die Trennkolben ist eine totale Trennung des Hydrauliksystems
und dem Stoßdämpferinnenraum
erreicht. Dadurch kann die Vorspannung des Stoßdämpfers durch eine fehlerhafte
Dichtung nicht versehentlich erhöht
werden.
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Besondere
Ausführungsformen
ergeben sich aus den sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen.
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Erfindungsgemäß können die
Trennkolben eine Doppeldichtung und eine zwischen diese einmündende Drainagebohrung
aufweisen. Hierdurch ist die hydraulische Trennung des Stoßdämpferinnenraums
vom Hydrauliksystemkreislauf sicher gewährleistet. Statt einer Ausbildung
der Doppeldichtungen am Trennkolben können die Doppeldichtungen aber
auch am Speichergehäuse
vorteilhaft angeordnet sein.
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In
der Leitung zwischen der mit Hydrauliköl gefüllten Kammer und dem Hydraulikölspeicher
kann ein Absperrventil angeordnet sein. Dieses Absperrventil ermöglicht es,
dass die Funktion des Dämpfers auch
im Fehlerfall von der Verbindungsleitung zwischen Dämpfer und
Speicher oder des Speichers nicht beeinflusst wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausbildung der Erfindung sind die von der Drainagebohrung
der Trennkolben wegführenden
Drainageleitungen an den sich gegenüberliegenden Enden des Speichers
herausgeführt.
Besonders vorteilhaft kann es allerdings sein, wenn beide von den
Drainagebohrungen der Trennkolben wegführende Drainageleitungen an
einem Ende des Speichers herausgeführt werden. Dies ermöglicht eine
noch kompaktere Bauausführung
der Gesamtvorrichtung.
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Die
Anordnung der Trennkolben im Speicherbehälter und die hydraulische Ansteuerung ermöglichen
eine Ausdehnung der eingeschlossenen Ölvolumen aufgrund von Temperaturschwankungen, ohne
eine Beschädigung
der Dichtungen bzw. des Speichers. Hierdurch ist das Gesamtsystem
für ein gewünschtes
Temperaturintervall konzipierbar. Das macht es insbesondere zur
Verwendung in Flugzeugdämpfungssystemen
geeignet, da hier ein einwandfreies Funktionieren in einem größeren Temperaturintervall
gewährleistet
sein muss. Zusätzliche Überdruckventile
und Ölrückführungen,
wie dies in Systemen nach dem Stand der Technik notwendig sind,
sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht
mehr notwendig.
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Erfindungsgemäß kann das
hydropneumatische Stoßdämpfersystem
zum Verkürzen
und/oder Verlängern
des Stoßdämpfers aus
der Eingliederung heraus verwendet werden.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand eines in
der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
eine schematische teilweise geschnittene Darstellung eines hydropneumatischen
Stoßdämpfers nach
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, in vollständig ausgefahrender Position,
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2:
die Darstellung des hydropneumatischen Stoßdämpfers nach 1,
wobei ein Detail vergrößert herausgezeichnet
ist (statische Einfederung),
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3:
den hydropneumatischen Stoßdämpfer nach 1 bzw. 2 in
vollkommen zurückgezogener
Position,
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4:
den hydropneumatischen Stoßdämpfer nach 1 oder 2 in
vollständig
ausgefahrener Position,
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5:
eine alternative Bauausführung
des Hydraulikölspeichers
und
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6:
eine weitere alternative Bauausführung
des erfindungsgemäßen hydropneumatischen Stoßdämpfers.
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In 1 ist
ein als solcher bekannter hydropneumatischer Stoßdämpfer 10 dargestellt,
der in einem Stoßdämpfergehäuse 12 eine
gasgefüllte
Kammer 14 und eine mit Hydrauliköl gefüllte Kammer 16 aufweist.
Beide Kammern sind über
einen Trennkolben 18 voneinander getrennt. An den jeweiligen
Enden des hydropneumatischen Stoßdämpfers 10 sind Befestigungsöffnungen 20 und 22 dargestellt.
Die Hydraulikölkammer 16 des
hydropneumatischen Stoßdämpfers ist über eine
hydraulische Leitung 24 mit einem Hydraulikölspeicher 26 verbunden.
Im Hydraulikölspeicher 26 sind
zwei gegenläufige
Trennkolben 28 und 30 verschieblich angeordnet.
Zwischen den Trennkolben 28 und 30 mündet die
Hydraulikleitung 24 in den Hydraulikölspeicher 26 ein, so
dass zwischen den Trennkolben 28 und 30 ein bestimmtes
Hydraulikölvolumen 32 eingeschlossen wird.
Dieses Hydraulikölvolumen 32 kann
durch entsprechendes Zusammendrücken
der Trennkolben 28 und 30 über die hydraulische Leitung 24 in
die mit Hydrauliköl
gefüllte
Kammer 16 des hydropneumatischen Stoßdämpfers gedrückt werden, so dass dieser
hydropneumatische Stoßdämpfer aus
seiner statischen Einfederungsstellung verlängert wird. Ein entsprechendes
Bewegen der Trennkolben 28 und 30 erfolgt über Hydrauliköl 34 des
Hydrauliksystems, welches über
Druckversorgungsventile 36 und 38 in den Hydraulikölspeicher
eingepresst wird. Somit hängt
das Hydraulikölvolumen 32 im
Hydraulikölspeicher 26 von
dem jeweilig angelegten Hydraulikdruck des Hydrauliksystems ab.
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In 2 ist
der hydropneumatische Kolben 10, der identisch zu demjenigen
gemäß der Darstellung
nach 1 aufgebaut ist, nochmals dargestellt, wobei hier
eine andere Gesamtlänge
wiedergegeben wurde. An Hand des vergrößerten Details des Hydraulikölspeichers 26 wird
deutlich, wie die Trennkolben 28 und 30 eine sichere
Abdichtung von dem eingeschlossenen Hydraulikölvolumen 32 gegenüber dem
Hydrauliköl 34 des
Hydrauliksystems gewährleisten.
Hier ist jeder Trennkolben 28 bzw. 30 über zwei
Dichtungen 40 und 42 gegenüber der Innenwandung des Hydraulikölspeichers 26 abgedichtet. Zwischen
den beiden Dichtungen 40 und 42 ist eine Drainagebohrung 44 angeordnet,
die in eine Drainageleitung 46 mündet. In der Ausführungsvariante
gemäß der 1 bis 4 sind
die Drainageleitungen 46 jeweils an den gegenüberliegenden
Enden des Hydraulikölspeichers 26 herausgeführt.
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In
der Hydraulikleitung 24 ist ein Absperrventil 48 vorgesehen,
das den Hydraulikölspeicher 26 vollständig von
dem hydropneumatischen Kolben 10 abkoppeln kann. Durch
dieses direkt am Stoßdämpfer angekoppelte
Absperrventil 48 ist die Funktion des Dämpfers auch im Fehlerfall von
der Verbindungsleitung 24 zwischen dem hydropneumatischen Stoßdämpfer 10 und
dem Hydraulikölspeicher 26 oder
des Hydraulikölspeichers 26 selbst
nicht beeinflusst.
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In
der 3 ist der hydropneumatische Stoßdämpfer in
seiner maximal verkürzten
Position gezeigt. Hier sind die entsprechenden Ventile 36 und 38 derart
geschaltet, dass das Hydraulikölvolumen 32 seine
maximale Ausdehnung annehmen kann. Somit strömt entsprechend viel Hydrauliköl aus dem Hydraulikölvolumen 16 des
hydropneumatischen Stoßdämpfers in
das entsprechende Volumen des Hydraulikölspeichers 26. Die
entsprechenden Trennkolben 28 und 30 werden in
Doppelpfeilrichtung nach außen
verschoben.
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Umgekehrt
ist in 4 der Stoßdämpfer in maximal
verlängerter
Position gezeigt. Über
die entsprechenden Ventile wird Hydrauliköl aus dem Hydrauliksystem unter
vollem Systemdruck in das Volumen 34 eingelassen, so dass
das Hydraulikölvolumen 32 zwischen
den Trennkolben 28 und 30 minimiert wird und ein
maximales Hydraulikölvolumen
zur Verlängerung
des hydropneumatischen Stoßdämpfers 10 im
Hydraulikölvolumen 16 des
hydropneumatischen Stoßdämpfers 10 angesammelt
ist.
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In
der 5 ist eine abgewandelte Ausführungsvariante des Hydraulikölspeichers 26 gezeigt. Hier
sind anders als in den Darstellungen gemäß der 1 bis 4 die
entsprechenden Drainageleitungen 46, die mit den Drainageöffnungen 44 verbunden sind,
auf einer Seite des Hydraulikölspeichers
herausgeführt.
Hierdurch ist eine noch kompaktere Bauweise möglich.
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Der
erfindungsgemäße Stoßdämpfer 10 kann
die drei Hubfunktionen ausführen,
nämlich
den Dämpfungshub,
den Verkürzungshub
und den Verlängerungshub.
Diese drei Hubfunktionen werden bei der vorliegenden Zylinder-Gehäuse-Einheit
vereinheitlicht. Ermöglicht
wird dies, da Verkürzung
und Verlängerung
jeweils nur aus einer bestimmten Einfederungsposition verlangt sind
(die sogenannte statische Einfederung). Somit ergibt sich eine maximale Reduzierung
der Baulänge.
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Die
konstruktive Ausgestaltung des hydropneumatischen Stoßdämpfers 10 schließt es aus, dass
Hydrauliköl
aus der Systemversorgung in den Stoßdämpferinnenraum eindringen kann
oder umgekehrt. Es kann auch kein Gas aus dem Stoßdämpfer in
das Hydrauliksystem gelangen. Dies gilt insbesondere auch für fehlerhafte
Dichtringe. Das System ist in einem festgelegten Temperaturintervall
problemlos betreibbar, da entsprechende Temperaturschwankungen durch
eine entsprechende Ausdehnung des Hydraulikölvolumens 32 ausgeglichen
werden, ohne dass hierfür
zusätzliche
Entlastungsventile oder Hydraulikölüberläufe notwendig wären.
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Bei
der in 6 dargestellten Ausführungsform ist der hydropneumatische
Stoßdämpfer 10 wiederum über eine
Hydraulikleitung 24 mit einem Hydraulikölspeicher 26 verbunden.
In dieser Ausführungsvariante
ist der Hydraulikölspeicher 26 in
einer alternativen Ausführung
gezeigt. In dieser Ausführung
sind die hier vorhandenen Doppeldichtungen 50 nicht, wie
in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen,
im Trennkolben, sondern in dem Gehäuse des Hydraulikspeichers 26 integriert.