DE2715895B1

DE2715895B1 - Federbein,vorzugsweise fuer Flugzeugfahrwerke

Info

Publication number: DE2715895B1
Application number: DE19772715895
Authority: DE
Inventors: Heinz Fischer
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1977-04-09
Filing date: 1977-04-09
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2715895C2; FR2386427A1; GB1591689A; FR2386427B1

Description

Die Erfindung betrifft ein ölfederbein, vorzugsweise für Flugzeugfahrwerke, bestehend aus Kolben, Kolbenstange und Zylinder, wobei am freien Ende der Kolbenstange das Laufrad angebracht ist, und der Druckraum des Zylinders über ein oder mehrere Ventile mit einer Druckmittelversorgung verbunden ist. Derartige Federbeine sind durch die DT-PS 6 90 315 beispielsweise bekannt.

Für Flugzeugfahrwerke werden fast ausschließlich Öl-Luftfederbeine von unterschiedlichem Aufwand verwendet Das für viele Fälle ausreichende und deshalb vorwiegend benutzte Ein-Kammer-Federbein besteht im wesentlichen aus einer Luftfeder mit parallel geschaltetem öldämpfer. Von Nachteil sind die keinesfalls optimale statische Federkurve, der nur für eine Sinkgeschwindigkeit günstige Dämpfungsfaktor und das mit hohen Lastspitzen verbundene Reagieren auf überhöhte Einfederungsgeschwindigkeiten, wie sie z. B. beim Überrollen kurzer Bodenwellen auftreten. In Fällen, in denen Ein-Kammer-Federbeine nicht ausreichen, werden aufwendigere Konstruktionen verwendet, die dem jeweiligen Verwendungszweck besser angepaßte Federcharakteristiken liefern. Dies wird erreicht durch Hinzufügen einer weiteren Luftkammer oder durch Verwendung von Drosseln veränderlichen Querschnitts, wobei diese Veränderung druck- oder wegabhängig sein kann. Das auf diese Weise mit erhöhtem mechanischem Aufwand erkaufte verbesserte dynamische Verhalten kommt dem optimalen dynamischen Verhalten zwar näher als es mit einem Ein-Kammer-Federbein möglich wäre, vermag es jedoch in keinem Falle wirklich zu erreichen. Dies liegt u. a. darin begründet,

ίο daß die verwendeten Bausteine mechanischer Natur sind und den ihnen eigenen Gesetzen folgen. Die Federcharakteristiken der vorgenannten Lösungen bleiben auf eine Kombination von Polytropen und Drosselkurven beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ölfederbein zu realisieren, dessen Feder- und Dämpfungsverhalten zwecks optimaler Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck derart festlegbar bzw. einstellbar ist, daß das Verhalten vorbestimmten, mathematisch formulierbaren Funktionen entspricht. Erfindungsgemäß wird dies bei einem Federbein der eingangs aufgezeigten Art dadurch erreicht, daß der Druckraum des Zylinders mit einer Lastregeleinrichtung verbunden ist, die den Zu- bzw. Abfluß des Druckmittels als Funktion der gewünschten Federcharakteristik regelt. Hierdurch kann jeweils die gewünschte Federbeincharakteristik festgelegt werden, indem kontinuierlich die unter Verwendung des Federbeinhubes ermittelte Federbein-Sollast als Führungssignal verwendet wird. Der Hauptvorteil der Erfindung besteht darin, daß ein und dasselbe Federbein für unterschiedliche Aufgaben hinsichtlich Belastung, Bodenverhältnisse u. dgl. kurzfristig einstellbar ist.
Die Erfindung ist anhand der folgenden Zeichnungsbeschreibung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein durch ein Servoventil gesteuertes Federbein und

Fig.2 ein durch eine Ventilgruppe gesteuertes Federbein.

F i g. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführung eines ölfederbeins, das aufgebaut ist aus einem Ein-Kammer-Federbein bekannter Art, hauptsächlich bestehend aus einem flugzeugfesten Zylinder 1, einem einschiebbaren Teil 2, einem Trennkolben 4, einer Luftkammer 14 und einem Druckraum 5 mit einem daran gelagerten Rad 3, einer Lastregeleinrichtung, hauptsächlich bestehend aus einem Regelkolben 6, einem Servoventil 7, einer Druckmittelversorgungsleitung 19 mit einem Druckspeicher 13, einer Rücklaufleitung 18, einem Regelverstärker 8, einer Summierstelle 9 und einem Druckgeber 10, sowie einem Führungssignalteil, hauptsächlich bestehend aus einer elektronischen Rechenschaltung 12 mit einem Weggeber 11 und mindestens einem weiteren Eingang 22.

Bei einer Stoßbelastung federt der einschiebbare Teil 2 in den flugzeugfesten Zylinder 1 ein, wobei öl aus dem Druckraum 5 die Drosselstelle 15 passiert und über den Trennkolben 4 die in Kammer 14 eingeschlossene Luft komprimiert. In der Kammer 5 baut sich dabei ein aus der Drosselwirkung und aus der Luftkompression resultierender Öldruck auf. Bei ruhender Belastung nimmt der verschiebbare Teil 2 eine Lage relativ zum Zylinder 1 ein, die sich aus dem auf das Federbein entfallenden Anteil des Flugzeuggewichtes und der Luftfederkurve ergibt. Durch die elektronische Rechenschaltung 12, in der die Bestimmungsfunktionen der gewünschten Feder-Dämpfer-Charakteristik festgelegt ist, wird unter Verwendung des Federbeinhubes und ggf.

weiterer Parameter kontinuierlich die jeweilige Federbein-Sollast ermittelt, die dann als Führungssignal 16 für die Lastregelung des Federbeins dient.

Dabei wird die auftretende Last 17 gemessen, an der Summiersteile 9 mit der Sollast 16 verglichen und die Lastdifferenz über den Regelverstärker 8 dem Servoventil 7 derart zugeführt, daß bei zu hoher Federbeinlast öl aus dem Federbein entnommen und bei zu geringer Federbeinlast öl hineingefördert wird. Damit wird die tatsächlich auftretende Last der Sollast nachgeführt. Reicht die verfügbare Fördermenge der Druckversorgung für den Ausfedervorgang nicht aus, so wird die Fehlmenge durch den Druckspeicher 13 geliefert, wobei ein Rückschlagventil 21 ein Rückströmen von Hydraulikflüssigkeit in die Druckversorgung verhindert.

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Dieses rein hydraulische Federbein weist keine Luftkammer auf und besteht hauptsächlich aus einem flugzeugfesten Zylinder 30, einem einschiebbaren Teil 31, einem Weggeber 32, einem Druckgeber 33, einer Überlastdrossel 34, einem Magnetventil 35 und vier elektrisch zu öffnenden Drosselstellen 36. Beim Einfedern des Federbeins wird der einschiebbare Teil 31 durch die Fahrwerkslast in den Zylinder 30 eingeschoben. Dabei wird durch die Rechenschaltung 37 unter Verwendung des vom Weggeber 32 gelieferten Federbeinhub ?s kontinuierlich der Sollwert der Last bestimmt und an den Regelverstärker 38 weitergeleitet. Hier wird der Sollwert mit dem vom Druckgeber 33 gelieferten Istwert verglichen und über eine entsprechende Schaltlogik werden gerade so viele Drosseln 36 geöffnet, daß sich beim Abfließen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum 41 durch die Drosseln 36 in die Rückflußleitung 40 eine Federbeinlast ergibt, die der Sollast sehr nahe kommt. Bei besonders starken Stoßen öffnet die Überlastdrossel 34, damit eine bestimmte für das Federbein vorgegebene Höchstlast nicht überschritten wird. Das Rückschlagventil 39 verhindert das Rückströmen von Hydraulikflüssigkeit in die Versorgungsleitung 42. Durch die Anordnung der elektrisch zu öffnenden Drosseln 36 wird die von der Rechenschaltung 37 vorgegebene Federbeincharakteristik durch eine stufenförmige Funktion angenähert. Die Annäherung ist um so genauer, je mehr Drosseln 36 verwendet werden.

Eine andere Ausgestaltung kann darin bestehen, daß auf die Eingänge 22, 43 weitere Parameter gegeben werden. Hierdurch kann das Flugzeug z. B. für Beladungszwecke abgesenkt oder die Nase zur Rotationsunterstützung beim Starten angehoben werden. Weiter kann das Fahrwerk durch Eingeben einer von der Sinkgeschwindigkeit abgeleiteten Korrekturgröße auf bestimmte, bei der Landung zu erwartende Lasten automatisch programmiert werden.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß bei einem rein hydraulischen Federbein, etwa nach Fig.2, ein Servoventil mit zwei Ausgängen angeordnet ist und die Ausgänge in den Druckraum 41 und in die Kammer 44 einmünden. Hierdurch wird die Einfederbewegung hydraulisch unterstützt, was bei sehr schnellen Einfederbewegungen vorteilhaft ist.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Rechenschaltung 12, 37 ein durch einen Lagegeber geliefertes Signal eingegeben wird. Hierdurch wird erreicht, daß das Flugzeug bei dem Kurvenrollen am Boden keine Drehung um die Längsachse erfährt.

Die Anwendung des Federbeins ist nicht auf Flugzeugfahrwerke beschränkt, sondern sie ist überall dort möglich, wo mechanische Energieabsorber mit einer bestimmten Chrarakteristik gefordert werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. ölfederbein, vorzugsweise für Flugzeugfahrwerke, bestehend aus Kolben, Kolbenstange und Zylinder, wobei am freien Ende der Kolbenstange das Laufrad angebracht ist, und der Druckraum des Zylinders über ein oder mehrere Ventile mit einer Druckmittelversorgung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (5, 41) des Zylinders (1, 30) mit einer Lastregeleinrichtung (7,8,9, 10, 11; 32, 33, 36, 37, 38) verbunden ist, die den Zu- bzw. Abfluß des Druckmittels als Funktion der gewünschten Federcharakteristik regelt.

2. ölfederbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastregeleinrichtung eine programmierbare Rechenschaltung (12,37) aufweist.

3. ölfederbein nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (5,41) über ein ansteuerbares Ventil (7, 35, 36) mit einer Druckmittelversorgungsleitung (19, 42) und mit einer Rücklaufleitung (18, 40) verbunden ist, wobei das Ventil (7,35,36) mit der Rechenschaltung (12,37) gekoppelt ist.

4. ölfederbein nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventil (7, 35, 36) und der Rechenschaltung (12, 37) ein Regelverstärker (8, 38) und eine Summierstelle (9) eingeschaltet ist.

5. ölfederbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstärker (8, 38) und die Summierstelle (9) mit einem Druckgeber (10,33) am Zylinder (1,30) verbunden ist.

6. ölfederbein nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung (12, 37) mit einem Weggeber (11, 32) zur kontinuierlichen Ermittlung des Federbeinhubes verbunden ist.

7. ölfederbein nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastregelung unter Verwendung einer Gruppe von betätigbaren Ventilen (35,36) erfolgt.