DE2106195C2

DE2106195C2 - Verteileranordnung für unter Druck stehendes Strömungsmittel mit zwei Verteilern

Info

Publication number: DE2106195C2
Application number: DE2106195A
Authority: DE
Inventors: Marcel Rene Bois-Colombes Schott
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1970-02-25
Filing date: 1971-02-10
Publication date: 1982-07-15
Also published as: FR2080173A5; US3662782A; GB1341290A; DE2106195A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verteilcranordnung für unter Druck stehendes Strömungsmittel mit zwei Verteilern, die durch zwei in seitlichem Abstand angeordnete, zueinander parallele Schieberstangcn betätigbar sind, die ihrerseits an zwei außenlicgenden Punkten eines Lagerhebels angelenkt sind, dessen Mitte an einer zentralen Stange angelenkt ist, welche die Betätigungseinrichtung für die Verteileranordnung darstellt.

Ks sind bereits Verteileranordnungcn zur Verteilung eines Druckmittels mit zwei Verteillern bekannt, welche durch zwei in einem seitlichen Abstand angeordnete Schieberstangen betätigt werden, die zueinander parallel und an die beiden Endpunkte eines Lagerhebels angelenkt sind, an dessen Mitte eine das Betätigungsglied der Verteileranordnung bildende zentrale Stange angelenkt ist. Derartige Verteileranordnungen sind insbesondere dort zweckmäßig, wo Druckmittelkreise doppelt vorgesehen sind, um somit die Gefahr einer

ίο Betriebsstörung durch eine Blockierung odsr ein Festfressen zwischen den gegeneinander beweglichen Teilen der beiden Verteiler zu verringern.

Bei einer bekannten Verteiler;inordnung (US-PS 34 60 440) ist bereits ein mechanisches Schwellwertgetriebe vorgesehen, we'ches mit einer Jochplatte zusammenwirkt und den Schiebern der beiden Verteiler der Verteileranordnung vorgeschaltet ist. Die Wirkung dieses mechanischen Schwellwertgetriebes besteht dabei darin, daß bei einem leichten, unterhalb des Schwellwerts liegenden Druck auf die Jochplatte seitens der Bedienungsperson die Schieber der Verteileranordnung verstellt werden und erst bei einem Ausfall eines der Schieber ein den Schweilwert übersteigender Druck auf die Jochplatte durch die Bedienungsperson eine Bewegung der Jochplatte trotz des gesperrten Schiebers entgegen der Vorspannung der für das Schwellwertgetriebe verwendeten Federn ermöglicht, so daß die Jochplatte über etwa eine Lenkerverbindung unmittelbar auf den eigentlichen Hydraulikantrieb

w wirkt.

Schließlich ist eine Verteileranordnung bekannt (FR-PS 14 13 050) welche parallele Schieber aufweist, die über mehrere Schwenkhebel betätigbar sind. Weiter sind die Verteiler für die Druckmittelzufuhr in Reihe geschaltet und ist eine mechanische Rückführung der Servomotorbewegung auf die Schieber vorgesehen. Allerdings entstehen durch die Verwendung mehrerer den Schiebern zugeordneter Schwenkhebel für den Fall des Fressens eines der Schieber Undefinierte Steuerver-

·"> hältnisse.

Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik wird es als problematisch angesehen, wenn im Falle eines Blockierens oder eines Festfressens eines Verteilers der Verteileranordnung die Arbeit des

■»5 Verteilers insgesamt beeinflußt wird, was letztlich nämlich den Funktionsausfall des Hydraulikantriebs, dem eine solche Vertcileranordnung vorgeschaltet ist. zur Folge haben kann. Zumindest wären für diesen Fall zusätzliche Maßnahmen zu treffen, um sicherzustellen.

">° daß trotz der durch den festgefressenen Verteiler bedingten .Schaltstellung der Verteileranordnung eine gewünschte Betätigung des Hydraulikantriebs ausführbar ist.

Demzufolge besteht die Aufgabe der Erfindung im

5> Sicherstellen einer Unterbrechung des Strömungsmittelkreises für den Fall, daß einer der beiden Verteiler festfrißt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch I angcgebe-

w> nen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß im Falle eines Festfressens eines der Verteiler infolge des in der Mitte an der Betätigungsstange angelenkten und an seinen äußeren Endpunkten

t" mit den Schieberstangen angelenkten Lagerhebels eine Verschwenkung um den Anlenkpunkt des blockierten oder festgefresr.enen Verteilers möglich ist, so daß also der andere Verteiler weitergeführt wird. Dies hat in

Verbindung mit der Reihenschaltung der beiden Verteiler für die Druckmittelzufuhr folgende Vorteile: Im Falle des Festfressens eines Verteilers, wenn sich diese in der Sperrstellung für die Druckmittelzufuhr befinden, hat dies eine Verschwenkung des Lagerhebels um den Anlenkpunkt der Schieberstange des blockierten oder festgefressenen Verteilers am Lagerhebel zur Folge. Diese Schwenkbewegung, während welcher die Druckmittelzufuhr unterbunden bleibt, kann als Signalgröße nach außen abgegeben werden. Im Falle des Festfressens ein2s Verteilers in Offenstellung, also bei offener Druckmittelzufuhr, erzeugt die Betätigung der zentralen Stange die Verschwenkung des Lagerhebels um den Anlenkpunkt der Schieberstange des festgefressenen Verteilers, wodurch der nicht festgefressene Verteiler rückgeführt werden kann, so daß durch diesen der Durchtritt des Strömungsmittels gesperrt wird. Diese Absperrung der Druckmittelzufuhr erfolgt dabei automatisch, sobald ein Festfressen eines Verteilers der Verteileranordnung auftritt. Ein zuverlässiges Arbeiten der Verteileranordnung wird dabei dadurch erreicht, daß ein mechanisches Schwellwertgetnebe vorgesehen ist, weiches den Lagerhebei unterhalb eines kritischen Werts blockiert und erst dann für die Verschwenkung freigibt, wenn eine entsprechend hohe Reibungsgröße, etwa durch das Festfressen eines Verteilers, erreicht wird. Ohne ein solches Schwellwertgetriebe käme es zu Instabilitäten in der Druckmittelverteilung.

Zwar ist, wie bereits oben angegeben, eine druckmittelzufuhrseitige Reihenschaltung von Verteilern einer Verteileranordnung bekannt (FR-PS 14 13 050), jedoch nicht in Zusammenhang mit einer besonderen Vorkehrung, um im Falle eines Festfressens eines Verteilers eine Sperrung der Druckmittelzufuhr zu bewirken, vielmehr aber in Zusammenhang mit einer Verteileranordnung, bei welcher aufgrund mehrerer den Schiebern zugeordneter Schwenkhebel im Falle des Fressens eines Verteilers auch unter Berücksichtigung der an den Schwenkhebeln anstehenden Last Undefinierte Steuerverhältnisse auftreten.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht darin, daß der Lagerhebel einen Detektor aufweist, welcher jede Winkelabweichung des Lagerhebels aus seiner Normallage anzeigt. Dies ermöglicht auch eine optische Anzeige des Fehlverhaltens der Verteileranordnung, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn ein Festfressen eines Verteilers in der Stellung erfolgt, in welcher die Druckmittelzufuhr gesperr! ist.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 3 bis 7 entnehmbai.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispicle der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 eine Schemaansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf die Steuerung eines doppelt wirkenden hydraulischen Arbeitszylinders,

F i g. 2, 3 und 4 Schnitte, welche verschiedene Betriebszuständc einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen.

F i g. 5 einen Schaltplan eines Hydrauiikkreises zur Steuerung der Höhenflosse eines Flugzeugs, welcher mit zwei gemäß den Fig.2, 3 und 4 ausgebildeten Verteileranordnungen ausgerüstet ist.

Wie in Pig. J bis 4 dargestellt, weist die crfindungsge· mäße Vertcileranordnung zwei Verteiler 1 und 2 auf. welche vorzugsweise, wie nachstehend angenommen, identisch sind, und i:i Reihe in einem hydraulischen Hochdruckkreis 3 eingeschaltet sind.

Zwei in seitlichem Abstand zueinander angeordnete parallele Schieberstange^ 4 und 5 dienen zur Betätigung dieser beiden Verteiler I und 2, welche, wie dargestellt, mit Gleitschiebern ausgerüstet sr:n können (wobei dann ϊ die Schieberstangen unmittelbar an den Schiebern befestigt sind) oder drehbare Verteiler mit Anlageflächen (wobei dann die Schieberstangen mit den Anlageflächen durch eine kinematische Verbindung mit Zahnstange und Zahnrad verbunden sind).

ίο Difse beiden Schieberstangen 4 und 5 sind an die beiden Endpunkte eines Lagerhebels 6 angelenkt, dessen Mittelpunkt an eine das Betätigungsglied einer derartigen Verteileranordnung bildende zentrale Stange 7 angelenkt ist.

Wenigstens ein mechanisches Schwellwertgetriebe wirkt mit wenigstens einem der drei Gelenke des Lagerhebels 6 so zusammen, daß die Gelenke blockiert werden, solange die Kräfte an der Stelle dieser Gelenke nicht einen den normalen Reibungskräften zwischen den Schiebern und den Zylindern der beiden Verteiler 1 und 2 entsprechenden kritischen Wert überschreiten, wobei dann der Lagerhebel 6 e- ■„· Winkelstellung cinniniffii. in weicher er senkrecht /: den beiden Schieberstangen 4 und 5 liegt (F i g. 2), während es diese Gelenke freigibt, wenn diese Kräfte den kritischen Wert überschreiten, wobei dann der Hebel 6 verschiedene Winkel'-.'.ellungen gegenüber den beiden Schieberstangen 4 und 5 einnehmcr. kann (F i g. 3 und 4).

Dieses mechanische Schwellwertgetriebe kann entweder an der Stelle der Anlenkung des Hebels 6 an die zentrale Stange 7 oder an den Steller, der Anlenkung des Lagerhebels 6 an die Schieberstangen 4 und 5 vorgesehen werden, wie durch die Bezugszeichen 8, 9 dargestellt. Diese letztere Lösung ist für die beiden (in

)ΐ F i g. 1 bzw. 2 bis 4 dargestellten) Ausführungsiürmeri der Erfindung gewählt.

In jedem Fall enthüll dieses Schwellwertgetriebe elastische Rückholmittel !0 (F ig. 2 bis 4). welche den Lagerhebel 6 'n seine Winkelstellung zurückführen, in welcher er senkrecht zu den beiden Schiebcrsia/igcn 4 und 5 liegt, sobald die Kräfte an den entsprechenden Gelenken wieder kleiner als der kritische Wen gev.orden sind, welcher die Auslösung des Schwellwertgetriebes erzeugt hat.

■■•ι Die Schieber der beiden Verteiler I und 2 nehmen gleiche Stellungen ein. wenn der Hebel b seine Winkelstellung einnimmt, in welcher or senkrecht /u den beiden .Schieberstangen 4 und 5 liegt (Fig. I und 2).

Der Hebel 6 besitzt vorzugsweise einen Detektor 11.

welcher jede Winkelabwcichung des Hebels 6 nach der einen oder der anderen Seite aus seiner Winkelstellung anzeigt, in welcher er senkrecht zu den beiden Schiebt, i stangen 4 und 5 liegt.

Das Schwellwertgetri-jbe 8, 9 ist zweckmäßig, wenn

v> die -.eotrale Stange 7 parallel zu den beiden Schieberstangen 4 und 5 liegt, dadurch gebildet, daß der Lagerhebel an de;. Anlenkpunkten der Stangen über elastische Mittel an einem mit der zentralen Stange fest verbundenen starren Arm abgestützt ist. Der starre Arm 12 erstreckt sich beiderseits parallel zu dem Lagerhebei 6. wenn sich die /Anordnung in der neutralen Stellung befindet (I i g. 2).

Der Detektor 11 kann durch eine Anordnung von elektrischen Kontakten gebildet seiri, welche an der

n. Stelle der Anlenkung des Lagerhebels 6 an die zentrale Stange 7 angeordnet sind (F i g. 2 bis 4). Hinsichtlich (kr auf dem Luftfahrtgcbiei so wichtigen Sicherheit is! jede Betätigung eines wichtigen Teils des f lui:/-.Mii;^r,

(Steuerflächen. llöhenllossc usw.) unmöglich, wenn einer der beiden Verteiler blockiert wird oder sich festfrißt, was sofort durch die Detektormittci angezeigt wird, und diese Betätigung kann sofort unterbrochen werden, wenn einer der beiden Verteiler blockiert wird > oder sich festfrißt, wobei diese Unterbrechung und diese Betriebsstörung sofort durch die Detektormillel angezeigt werden. Die erfindungsgemäße Verteileranordnung eignet sich gui /ur Verwendung in einem hydraulischen Steuerkreis. n>

Wir in F-" t st. 1 dargestellt, tM das /u steuernd*.¹ I mpf.r.!."-glied ein doppel :w irkender hydraulischer Arheits/vhnder 20. dessen Kolbenstange 21 ortsfest ist. während der Korper 22 mit dem zu \erstellenden Teil verbunden isl Die er'induiijrsgemaHe Verteileranord- i'■ nung isi si- ausgebildet. dall sie drei Stellungen eiIilieIiineη kann, nämlich eine neutrale Stellung, in w elcher sie den Duri.hmti de- Flüssigkeit verbietet, und /\%V! A i Y'i/iN--;e-ini!i! ■ Γ[. ill \%oicnei"i -It wOi't ϊ)ϊπΥίϊίΓϊίί der Flüssigkeit /u de: einen oder der anderen der beiden -" •\rbeit«.kamnii'rn des doppeltwirkenden Arbeits/y lin-(lers 20 gestaltet, fliese Verteileranordnung ist fest mit dem Korper 22 des ArKits/\ linders 20 verbunden, und die zentrale Stance 7 ist .in einen Steuerhebel 23 ,!iiL-eienkt dessen eines Finde an den Korper 22 des :- ■\: ⁿeits/\ hnders 20 angelenkt ist. und die Bedienungsperson H.Mtig! diesen Hebel 23 /ur Auslosung des Manöver«- des Arbeits/slinders 20. wobei der Steuerhebel 23 die Ruckführungsstcuirrschleifc und da«· von der Bedienungsperson betätigte Steuerorgan bilde!. i"

/ur \ e-einf.ii hung der srhematischen Darstellung der 1 ig. ! !\t nur der Speisekreis ties •\rbeif-/ylir.ders 20 dargestellt, wahrend der Stromungskreis /ur Rückführung mi den \ > irr.itsbehälter ni'.'ht dargestellt ist.

In Ii g. J? bis 4 ist eine erfiiulungsgemaiie \ erteücran- r· (.'■dniiiiL" / ir Speisung eines hydraulischen Motors 30 mit /we: Drehrnhtungeri dargestellt. Diese Verteilerani-rdniing ^;st <■<> ausgebildet, dati sie drei Stellungen einnehmen kann. r,aniiich eine neutrale Stellung, in w either sie den Durchtritt der Flüssigkeit verbietet, und ■ ' /wci -XrbeitsstelUingen. in welchen sie den Durchtritt ,l-.-r Flüssigkeit /ι; dem einen oder dem anderen der beiden Anschlüsse des hydraulischen Motors 30 L'esiattet. Die /ufuhr tier unter hohem Druck stehenden 1 'usMgkeit /u der \'erteileranordnung ist mit 31 i< "e/eich" :t. und die beiden Abgänge der unter hohem [Vuck stehenden Flüssigkeit /u dem hydraulischen Mi't'ir 30 sind mit 32 und 33 he/eichnei. |e nach der DreH-'Lht'ing des hydraulischen Motors 30 wird der Abgang 32 oder der Abgang 33 mit dem \ orraisbehü'- ^:- ■er durch ein Ne".' von inneren Kanälen in Verbindung go«-_-vt weiche in der eigentlichen Verteileranordnurg ausgebildet sind, welche zwei Abgänge 34 und 35 /u dem Vorratsbehälter aufweist, welche mit je einem der beiden Verteiler 1 und 2 verbunden und parallel an den Ruck?!::-.^!.kre:s anreschiosseri sind.

I" t : ε.2 is; die Ver-c-üerar Ordnung in ihrer neutralen Stellung JargeMeH:. Bei Verschiebung der zentralen S'ange 7 nach oben wird der hydraulische Motor 30 durch der: Abgang 32 gespeist, während der Abgang 33 κ auf den Vorratsbehälter geschaltet ist. hingegen bei Verschiebung der zentralen Stange 7 nach unten der hydraulische Motor 30 durch den Abgang' 33 gespeist wird, wobei der Abgang 32 auf den Vorratsbehälter geschaltet ist.

In Fig. 3 und 4 ist die Verteileranordnung in einer Stellung dargestellt, in welcher einer der Schieber in einer Arbeitsstellung blockiert oder festgefressen ist (Schieber des Verteilers 1 in F i g. 3 und Schieber des Verteilers 2 in F i g. 4). während der andere Schieber in sein«¹ neutrale Stellung gebracht ist (Schieber des Verteilers 2 in I- ι u. 3 und Schieber des Verteilers I in 1 ig. 4).

In Fig. 5. welche eine hydraulische Steueranlage /ur Betätigung der Höhenflosse eines mit zwei verschiedenen hydraulischen Steuerkreisen Λ und Hausgerüsteten großen Transportflugzeugs zeigt, bezeichnen die gleichen He/ugs/eichen die gleichen Teile wie in den

hinzugefügt ist. je nachdem, ob sie sich in dem hydraulischen Kreis Λ oder ^befinden.

In diese hydraulische Steueranlage sind zwei erfindungsgemäße Vertcileranordnungen eingebaut, von denen ti ic eine den hydraulischen Motor 30a und die andere den hydraulischen Motor 306 speist.

Die Motoren 30,7 bzw. 306 treiben zwei der drei Kiemente eines Kpizykloidengetriebes 40 an. dessen drittes ,.!ement über ein Getriebe 41 eine Schraubenspindel 42 antreibt, welche mit einer mechanisch mit der (nicht dargestellten) Höhenflosse verbundenen Mutter 43 in F.ingriff steht. Die Welle eines jeden Motors 30;f und 30i> weist eine durch einen hydraulischen Arbeitszylinder 45a bzw. 456 gesteuerte Blockiervorrichtung 44a bzw.44fcauf.

Die beiden Steuerschleifen werden durch ein Getriebe 46a bzw. 46b gebildet, welches eines der drei F.lcmentc eines Epizykloidengetriebes 47a bzw. 47i> antreibt, dessen zweites Element die mittlere Stange 7a bzw. 7b der betreffenden Verteileranordnung betätigt. während sein drittes F.lement mit den von dem Piloten betätigten Steuerhebeln 48a bzw. 4Sb verbunden ist. welche durch eine mechanische Verbindung 49 miteinander verbunden sind.

Die obige hydraulische Steueranlage arbeitet also so. daß. wenn einer der Verteiler der Verteileranordnung eines hydraulischen Steuerkreises in seiner neutralen Stellung blockiert oder festgefressen ist. das Manöver automatisch an dem anderen hydraulischen Steuerkreis erfolgt, wobei eine Alarmvorrichtung den Piloten benachrichtigt, während, wenn einer der Verteiler der einen oder der anderen der beiden Verteileranc dnungen in einer Arbeitsstellung blockiert oder festgefressen ist. das Manöver schnell unterbrochen wird und eine Alarmvorrichtung den Piloten benachrichtigt.

Die erfindungsgemäße Verteileranordnung ist also einfach und zuverlässig und besitzt einen kräftigen Aufbau, was für Anwendungen in der Luftfahrt sehr interessant ist. Außerdem behält sie einen geringen Platzbedarf und eine gedrängte Anordnung bet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnunsen

Claims

Patentansprüche:

1. Verteileranordnung für unter Druck stehendes Strömungsmittel mit zwei Verteilern, die durch zwei in seitlichem Abstand angeordnete, zueinander parallele Schieberstangen betätigbar sind, die ihrerseits an zwei außenliegenden Punkten eines Lagerhebels angelenkt sind, dessen Mittel an einer zentralen Stange angelenkt ist, welche die Betätigungseinrichtung für die Verteileranordnung darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verteiler (1, 2) für die Druckmittelzufuhr in Reihe geschaltet sind, und daß ein mechanisches Schwellwertgetriebe (8, 9) vorhanden ist, das mit wenigstens einem der drei Anlenkpunkte am Lagerhebel zusammenwirkt und erst beim Festfressen eines der beiden Verteiler die Verschwenkung des Lagerhebels aus seiner Normalstellung erlaubt.

2. Verteileranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerhebel (6) einen Detektor (11) aufweist, welcher jede Winkelabweichung des Lagerhebels (6) aus seiner Normallage anzeigt.

3. Verteileranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwellwertgetriebe (8, 9) entweder am Anlenkpunkt des Lagerhebels (6) an der zentralen Stange (7) oder an den beiden Anlcnkpunkten dei· beiden parallelen Schieberstangen (4,5) am Lagerhebel (6) angeordnet ist.

4. Verteileranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Stange (7) zu den beiden Schieberstangen (4, 5) parallel ist und das Schweilwertgeiriebe (8, 9) dadr-ch gebildet ist. daß der Lagerhebel (6) an den Anlenkpunkten der Schieberstangen (4, 5) über el.?-tische Mittel an einem mit der zentralen Stange (7) festverbundenen starren Arm (12) abgestützt ist.

5. Verteileranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (11) durch eine Anordnung von elektrischen Kontakten gebildet ist. welche am Anlenkpunkt des Lagerhebels (6) an der zentralen Stange (7) angeordnet sind.

6. Verteileranordnung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Stange (7) mit einem in eine Regelschleife geschalteten mechanischen Rückstellgestänge verbunden ist.

7. Verteileranordnung nach einem der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verteileranordnungen in zwei verschiedenen Steuerkreisen einer hydraulischen Steueranlage angeordnet sind, wobei je eine Verteileranordnung je einem Steuerkreis zugeordnet ist.