DE1426480C - Anlage fur die Steuerung hydraulischer Stellmotoren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Steue- treffenden elektrohydraulischen Steuerglied unterrung von mechanisch gekoppelten hydraulischen bricht.

Stellmotoren, die jeder gesondert mit einem Steuer- Um die Blockierung der Steuerventilkolben zu

ventil ausgerüstet sind, wobei die Steuerventilkolben vermeiden, bestehen nach einer weiteren Ausbildung ebenfalls mechanisch gekoppelt sind und sowohl 5 der Erfindung die Hilfssteuerventile aus einem Zylindurch ein elektrohydraulisches Steuerglied als auch der mit einem schwimmenden Kolben, der auf der mittels eines mechanischen Gestänges verstellbar verlängerten und durch den Hilfssteuerventilzylinder sind. hindurchgeführten Steuerventilkolbenstange axial

Eine solche Steueranlage dient beispielsweise für die verschiebbar aufgesetzt ist, durch eine einstellbare Betätigung von Flugzeugsteuerflächen in erster Linie io Federkraft in seiner Mittellage gehalten wird und im in Abhängigkeit von der automatischen Steuerung, Hub beidseitig durch an der Steuerventilkolbenstange die ein elektrisches Signal von einem Autopilot- angebrachte Ans'atzringe begrenzt ist. system und/oder einer Stabilisierungseinrichtung ein- An Hand eines Ausführungsbeispiels sei die Ergibt. Sie ist so ausgebildet, daß sie im Notfall auch findung näher erläutert. Es zeigt in Abhängigkeit νοη der mechanischen Eingabe des 15 Fig. 1 eine schematische Darstellung der Steuer-Piloten betätigt werden kann. Das Steuerventil kann anlage,

also elektrisch oder mechanisch oder durch eine F i g. 2 zwei nebeneinander angeordnete Steuer-

Kombination der beiden betätigt werden. ventile mit der Abschalteinrichtung.

Die Ausbildung bisher bekannter Steueranlagen Die Steuerfläche 1 wird durch die tandemartig an-

mit zwei, in einigen Fällen auch mit drei Stell- 30 geordneten hydraulischen Stellmotoren 2 und 3 um motoren ist üblicherweise aus Gründen der Sicher- die Achse 4 verschwenkt. Die Stellmotoren 2 und 3 heit gewählt. Jedem der zwei oder drei Stellmotoren haben eine durchgehende gemeinsame Kolbenmit ihren Steuerventilen ist gesondert je ein hydrau- stange 5, die über das Gelenk 6 an der Steuerfläche 1 lischer und ein elektrischer Energiekreis zugeordnet. angreift. Die Druckflüssigkeit wird über die ge-Jedes elektrohydraulische Steuerglied hat einen elek- 35 strichelt eingezeichneten Leitungen zu den hydraulischen und einen hydraulischen Steuerkreis, die von lischen Steuerventilen 7 und 8 und von hier zu den den entsprechenden Energiekreisen gespeist werden. Stellmotoren 2 und 3 geleitet. Die Steuerventilkolben Bei einer Ausführung der Steueranlage mit zwei haben durchgehende Kolbenstangen 13 und 14 und Stellmotoren werden also auch die hydraulischen sind mechanisch gekoppelt. Die Betätigung der Steuer- und die elektrischen Versorgungsleitungen doppelt 30 ventile kann durch die elektrohydrauHschen Steuereingesetzt. Alle mit diesen doppelten Einrichtungen glieder 9 und 10 oder durch das eingezeichnete in Verbindung stehenden Bauteile werden ent- mechanische Gestänge 49, 50 und 51 erfolgen. In die sprechend ausgebildet, und man ist b&strebt, daß der strichpunktiert eingezeichneten hydraulischen Steuer-Ausfall eines Energiekreises keine Unwirksamkeit kreise der elektrohydraulischen Steuerglieder. 9 und der Anlage zur Folge hat. 35 10 sind die Schalteinrichtungen 11 und 12 eingesetzt,

Bei einer bekannten Ausführung sind die Steuer- die bei Ausfall eines elektrischen Steuerkreises den ventile und die Stellmotoren tandemartig ausgebildet. zugehörigen hydraulischen Steuerkreis abschalten. In dieser Ausführung stellt das Tandemsteuerventil In der F i g. 2 sind die mit einem Pfeil angezeigten

eine Verdoppelung des bisher üblichen Steuerventils Steuerventile 7 und 8, die elektrohydraulischen dar. Beide hydraulischen Energiekreise dieser Steuer- 40 Steuerglieder 9 und 10 und die Schalteinrichtungen anlage arbeiten gleichzeitig, und der Ausfall eines 11 und 12 zu einem Bauelement 48 zusammengefaßt hydraulischen Energiekreises ruft deshalb keine und besonders vorteilhaft nebeneinander angeordnet. Störung hervor. Nicht zur Zufriedenheit gelöst ist Alle anderen Teile der Steueranlage sind der Überjedoch das Problem des Ausfalls eines elektrischen sieht halber weggelassen. Die fertigungstechnisch Energiekreises. Bei Ausfall eines oder beider elek- 45 recht schwierigen Bohrungen für die Steuerventiltrischer Energiekreise kann der Pilot mechanisch die kolben sind bei einer solchen Ausbildung leichter elektrische Steuerung überbrücken. Eine Fortsetzung durchführbar als bei einer tandemartigen Ausder elektrischen Steuerung nach Ausfall eines elek- führung. Die Kolbenstangen 13 und 14 sind mechatrischen Energiekreises war jedoch bisher nicht mög- nisch gekoppelt. Als Kopplungsglied dienen zweilich, da die Rückführung des ausgefallenen elek- 50 armige Hebel 15 und 16, die über die Gelenke 17 trischen Steuerkreises den zugehörigen hydraulischen und 18 an dem Bauelement 48 befestigt sind. Steuerkreis entgegengesetzt zur gewollten Steuerung über die Leitungen 19 wird den Steuerventilen 7

beeinflußt, so daß eine Blockierung der Steuerventil- und 8 Druckflüssigkeit zugefügt. Je nach Stellung der kolben durch die gegensinnig arbeitenden, nicht aus- Steuerkolben wird die Druckflüssigkeit über die gefallenen hydraulischen Steuerkreise eintritt. 55 Leitungen 21 und 23 oder 22 und 24 zu den nicht

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingezeichneten Stellmotoren 2 und 3 weitergeleitet. Steueranlage zu erstellen, die auch bei Ausfall eines Die Leitungen 25 sind die Rückflußleitungen. An die elektrischen Energiekreises weiterhin elektrisch ge- Leitungen 19 sind die hydraulischen Steuerkreise der steuert werden kann. elektrohydraulischen Steuerglieder 9 und 10 ange-

Erfindungsgemäß ist einem jeden hydraulischen 60 schlossen. Die elektrohydraulischen Steuerglieder 9 Steuerkreis des elektrohydraulischen Steuergliedes und 10 sind bekannter Bauart. Sie bestehen aus ein Hilfssteuerventil zugeordnet, welches die Be- einem polarisierten Elektromotor 30, der eine wegungstenden/. der mechanisch gekoppelten Steuer- Flatterklappe 31 zwischen zwei Düsen 32 bewegt, veiililkolben mit Kolbenstangen der beiden Steuer- Hierdurch werden die Austrittsöffnungen zwischen kreise mit der IJewegungstendenz des hydraulischen 65 den Düsenspitzen und den Oberflächen der Flatter-Toils des zugeordneten Steuerventils vergleicht und klappe 31 variiert. Die Drosseistellen 33 in den bei Bewegungsunsiimmigkeit ein Abschaltventil be- Druckflüssigkeitsleitungen verhindern einen Rückliiiii'l, welches die Druckmittelzufuhr zu dem be- stau, und der Druckunterschied zwischen den Düsen-

leitungen wird an den Steuerventilkolben wirksam. Die Steuerventilkolben sind durch die Rückkopplungsfedern 34 mechanisch mit den Flatterklappen 31 verbunden. Es können hier auch andere elektrohydraulische Steuerglieder, die beispielsweise eine hydraulische Rückkopplung haben, eingesetzt werden.

In die Hauptleitungen 20 der hydraulischen Steuerkreise sind die Abschaltventile 26 eingesetzt. Die Kammern 27 der Abschaltventile 26 sind über die Nebenleitungen 28 mit den Hauptleitungen 20 verbunden. Durch den in den Kammern 27 herrschenden Flüssigkeitsdruck und durch die in diese Kammern 27 eingefügten Federn werden die Abschaltventile 26 offengehalten. Die Hilfssteuerventile 29 sind so ausgebildet, daß sie bei fehlerhaftem Arbeiten eines der elektrischen Steuerkreise über den schwimmenden Kolben 36 eine der Kammern 27 mit der Rücklaufleitung 47 verbinden, so daß sie drucklos wird und das Abschaltventil 26 die Hauptleitung 20 schließt. Gleichzeitig wird hiermit ein Signalschalter 35 betätigt, der dem Piloten den Ausfall anzeigt.

Das Hilfssteuerventil 29 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 37 mit einem schwimmenden Kolben 36, der auf der verlängerten und durch den Hilfssteuerventilzylinder hindurchgeführten Steuerventilkolbenstange 13 bzw. 14 axial verschiebbar aufgesetzt ist. Durch die Schraubenfedern 38 wird der schwimmende Kolben 36 in seiner Mittellage gehalten. Die Vorspannung der Federn bestimmt die Schaltspanne, in der die Schalteinrichtung noch nicht anspricht. Hierdurch können kleine Differenzen in den Signaleingängen der elektrischen Steuerkreise kompensiert werden. Die durch den schwimmenden Kolben 36 getrennten Zylinderräume 39 und 40 der Hilfssteuerventile sind durch die Verbindungsleitungen 41 und 42 mit den gegeneinander arbeitenden Zylinderräumen 43 und 44 der Steuerventile in Ver- ; bindung, so daß bei unterschiedlichen Drücken in den Zylinderräumen der Steuerventile die Steuerventilkolben und die schwimmenden Kolben 36 gleichzeitig bewegt werden. Die Bewegungen der schwimmenden Kolben 36 sind durch an den Steuerventilkolbenstangen angebrachte Ansaizringe 45 und 46 begrenzt. Bei entgegengesetzt gerichteten Bewegungen der Steuerventilkolben und der schwimmenden Kolben 36 werden die Abschaltventile 26 offengehalten. Wenn der schwimmende Kolben 36 eines Hilfssteuerventils sich in gleicher Richtung wie der Steuerkolben bewegt, wird die Kammer 27 des Abschaltventils mit der Rücklaufleitung 47 verbunden und dadurch drucklos. Das Abschaltventil 26 schließt den hydraulischen Sieuerkreis ab.

Durch die Schalteinrichtungen in den hydraulischen Steuerkreisen der elektrohydraulischen Steuerglieder ist es möglich, daß eine Steueranlage eine beliebige Anzahl von Stellmotoren enthalten kann. Als besonderer Vorteil ist die Tatsache anzusehen, daß bei Ausfall eines oder auch mehrerer elektrischer Steuerkreise die Leistung der Stellmotoren unverändert bleibt. Also auch bei Ansteuerung der Steueranlage durch nur einen elektrischen Steuerkreis wird die Leistung der Stellmotoren nicht herabgesetzt.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anlage für die Steuerung von mechanisch gekoppelten hydraulischen Stellmotoren, die jeder gesondert mit einem Steuerventil ausgerüstet sind, wobei die Steuerventilkolben ebenfalls mechanisch gekoppelt sind und sowohl jeweils durch ein elektrohydraulisches Steuerglied als auch mittels eines mechanischen Gestänges verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß einem jeden hydraulischen Steuerkreis des elektrohydraulischen Steuergliedes ein Hilfssteuerventil (29) zugeordnet ist, welches die Bewegungstendenz der mechanisch gekoppelten Steuerventilkolben mit Kolbenstangen (13, 14) der beiden Steuerkreise mit der Bewegungstendenz des hydraulischen Teils (43, 44) des zugeordneten Steuerventils (7, 8) vergleicht und bei Bewegungsunstimmigkeit ein Abschaltventil (26) betätigt, welches die Druckmittelzufuhr zu dem betreffenden elektrohydraulischen Steuerglied unterbricht.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfssteuerventile (29) aus einem Zylinder (37) mit einem schwimmenden Kolben (36) bestehen, der auf der verlängerten und durch den Hilfssteuerventilzylinder hindurchgeführten Steuerventilkolbenstange axial verschiebbar aufgesetzt ist, durch eine einstellbare Federkraft in seiner Mittellage gehalten wird und im Hub beidseitig durch an der Steuerventilkolbenstange angebrachte Ansatzringe begrenzt ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer beliebigen Anzahl von Stellmotoren, wobei die zugeordneten Steuerventile mechanisch gekoppelt sind und jedes der den Steuerventilen zugehörigen elektrohydraulischen Steuerglieder einzeln unwirksam schaltbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen