EP0767310B1 - Hydraulic actuator - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen hydraulischen Stellantrieb, insbesondere für die Blattwinkelsteuerung eines Hubschraubers, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a hydraulic actuator, in particular for the blade angle control of a helicopter, after Preamble of claim 1.

Bei bekannten hydraulischen Stellantrieben dieser Art wie sie etwa in Verbindung mit Hubschraubern als Hauptantriebe zur Rotorblatt-Winkelverstellung, aber auch als Kraftverstärker in Steuersignal-Übertragungsstrecken Verwendung finden, erfolgt die Ventilrücksteuerung über ein dem Ventilschieber vorgeschaltetes Mischgetriebe, auf das einerseits die Stellkommandos und andererseits hierzu gegensinnig über eine mechanische Verbindung zum Stellkolben die Ausgangsbewegungen des Aktuators einwirken. Derartige Stellantriebe besitzen ein relativ großes Einbauvolumen und Baugewicht, was gerade bei Hubschraubern mit häufig beengten Platzverhältnissen und strikten Gewichtsanforderungen von Nachteil ist, zumal dort zumeist eine Vielzahl derartiger Stellantriebe benötigt wird. Hinzu kommt, daß das Mischgetriebe aus Gründen eines exakten Steuerverhaltens in herstellungsmäßig aufwendiger Präzisionsbauweise ausgebildet werden muß.In known hydraulic actuators of this type as they are in Connection with helicopters as main drives for rotor blade angle adjustment, but also as a power amplifier in control signal transmission links Be used, the valve return takes place via a Valve slide upstream mixing gear, on the one hand the Stellkommandos and on the other hand in opposite directions via a mechanical Connection to the actuator piston the output movements of the actuator act. Such actuators have a relatively large installation volume and construction weight, which is common with helicopters cramped space and strict weight requirements is disadvantageous Especially since there is usually a variety of such actuators needed. Come in addition, that the mixing gear for reasons of a precise control behavior in terms of production complex precision construction must be formed.

Ferner sind hydraulische Stellantriebe bekannt, bei denen der Aktuatorkolben feststeht, das Gehäuse des Aktuators hingegen zusammen mit dem Servoventilgehäuse verschieblich angeordnet ist. Hierdurch ist zwar ein Mischgetriebe für die Ventilrücksteuerung entbehrlich, stattdesessen muß aber infolge der verschieblichen Anordnung des gemeinsamen Aktuator-/Ventilgehäuses ein vermehrter Lageraufwand und ein erhöhtes Einbauvolumen und Baugewicht des Stellantriebs in Kauf genommen werden.Furthermore, hydraulic actuators are known in which the Aktuatorkolben is fixed, the housing of the actuator, however, together with the servo valve housing slidably arranged. Although this is a mixing gear for the valve return control dispensable, instead of eating but must due to the slidable arrangement the common actuator / valve housing increased storage costs and an increased installation volume and construction weight of the actuator accepted become.

Die DE OS 2300161 betrifft einen mit einem Servo-Mechanismus verbundenen Fluid-Impulszylinder, der eine lineare Bewegung einer Stange durch Signale steuert. Die dortige Figur 1 zeigt einen hydralischen Stellantrieb mit einem Hydraulikaktuator mit 2 stellkolbenbegrenzenten Arbeitskammem. Die Arbeitskammern sind selektiv mittels Servoventil mit dem Rücklauf verbindbar. Das ist möglich mittels einem Steuerkommando betätigten Ventilschieber und einer die Ventilstellung entsprechend der Stellkolbenbewegung gegensinnig zur Steuerkommandoeingabe beeinflußenden Ventil-Rücksteuerung. Der dortige Stellkolben des Hydraulikaktuators enthält einen zusammen mit dem Ventilschieber das Servoventil einschließlich der Ventilrücksteuerung bildenden Kolbenabschnitt, und diese ist mit einem im Bereich des Stellkolbens in die Arbeistkammer mündenden Ventilauslaß versehen.DE OS 2300161 relates to a fluid pulse cylinder connected to a servo mechanism, which controls a linear movement of a rod by signals. The FIG. 1 shows a hydronic actuator with a hydraulic actuator 2 adjusting piston limiting working chamber. The working chambers are selectively using Servo valve connectable to the return. This is possible by means of a control command actuated valve spool and a valve position corresponding to the Control piston movement in the opposite direction to the control command input influence Valve return control. The local actuating piston of the hydraulic actuator contains a together with the valve spool, the servo valve including the valve return control forming piston section, and this is with a in the range of the actuating piston provided in the work chamber opening valve outlet.

Aufgabe der Erfindung ist es, den hydraulischen Stellantrieb der eingangs genanten Art so auszubilden, daß eine wesentliche konstruktive Vereinfachung erzielt und ein problemloser Einbau auch unter beengten Platzverhältnissen ermöglicht wird.The object of the invention is the hydraulic actuator of the opening genanten Designing a kind so that achieves a significant structural simplification and a easy installation is possible even in confined spaces.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Stellantrieb gelöst. This object is achieved by the characterized in claim 1 Actuator solved.

Der erfindungsgemäße Stellantrieb eignet sich daher aufgrund seiner kompakten, konstruktiv einfachen Gestaltung insbesondere für Anwendungsfälle, die - wie etwa bei Hubschrauber-Blattwinkelsteuerung ― hinsichtlich Platzbedarf und Baugewicht strengen Anforderungen unterliegen.The actuator according to the invention is therefore suitable due to its compact, structurally simple design, especially for applications that - such as in helicopter blade angle control - in terms of space and weight subject to strict requirements.

Erfindungsgemäß wird die Steuerung der Arbeitskammer zur Hydraulikdruckquelle und zum Rücklauf über zwei mechanisch voneinander getrennte Ventile, nämlich zum einen das Servoventil und zum anderen ein diesem nachlaufend in Abhängigkeit vom Arbeitskammerdruck umschaltendes Steuerventil bewirkt. Die Hydraulikdruckquelle und der Rücklauf werden über voneinander getrennte Hydraulikleitungen an die Arbeitskammer angeschlossen. An die eine Hydraulikleitung ist das durch den Kolbenabschnitt gebildete Servoventil angeschlossen, während an die andere Hydraulikleitung ein dem Servoventil nachlaufendes in Abhängigkeit vom Druckniveau in der Arbeitskammer gesteuertes, gegensinnig zum Servoventil umschaltendes Steuerventil angeschlossen ist. Das Servoventil ist als ein in die Kolbenstange integriertes Mehrwegeventil zur Druckmittelsteuerung bei der Arbeitskammer des Aktuators ausgebildet.According to the invention, the control of the working chamber to the hydraulic pressure source and to the return via two mechanically separated valves, namely on the one hand the servo valve and on the other a trailing in dependence from the working chamber pressure switching control valve causes. The hydraulic pressure source and the return are via separate hydraulic lines the working chamber connected. To a hydraulic line that is through the Piston section formed servo valve connected while to the other hydraulic line a servo valve trailing depending on the pressure level controlled in the working chamber, in the opposite direction to the servo valve Control valve is connected. The servo valve is integrated as one in the piston rod Multiway valve for pressure medium control in the working chamber of the actuator educated.

Mit der Erfindung wird eine herstellungsmäßige Vereinfachung erreicht: Während nämlich bei Verwendung eines einzelnen, sowohl zur Rücklauf- als auch zur Druckzufuhrsteuerung vorgesehenen Servoventils der gegenseitige Abstand der jeweiligen Ventilsteuerkanten in äußerst engen Toleranzen gehalten werden muß, entfällt bei der Doppelventilanordnung infolge der fehlenden mechanischen Zwangsverkoppelung der Druckzufuhr- und der Rücklauf-Ventilsteuerkanten die Notwendigkeit einer hinsichtlich ihres gegenseitigen Abstandes hochgenauen Steuerkantenfertigung, so daß die Ventilherstellung wesentlich vereinfacht und die Störanfälligkeit und Verschleißempfindlichkeit der Ventilanordnung deutlich reduziert werden. Es ist ein ausgangsseitig mit beiden Arbeitskammem verbundenes Dreistellungsventil in die Kolbenstange des Aktuators integriert.With the invention, a manufacturing simplification is achieved: During namely when using a single, both the return and the pressure supply control provided servo valve of the mutual distance of the respective Valve control edges must be kept in extremely tight tolerances, is eliminated in the double valve arrangement due to the lack of mechanical forced coupling the pressure supply and return valve control edges the need for a with regard to their mutual distance highly accurate control edge production, so that the valve manufacturing essential simplified and the susceptibility and wear sensitivity of the valve assembly be significantly reduced. It is an output side with both working combs connected three-position valve integrated into the piston rod of the actuator.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung ist das in den Kolbenabschnitt einbezogene Servoventil gemäß Anspruch 2 als Drehschieberventil mit einer bezüglich der Stellkolben-Verschiebeachse schräg geneigten Steuerkante ausgebildet. Auf diese Weise läßt sich - anders als bei den bekannten, mischgetriebefreien Ventilrücksteuerungen, bei denen das Übersetzungsverhältnis des Stellantriebs zwischen der Eingangsbewegung des Ventilschiebers und der Ausgangsbewegung des Hydraulikaktuators stets auf Eins festgelegt ist - durch entsprechende Wahl des Neigungswinkels der Steuerkante eine irgend erwünschte Übersetzungscharakteristik des Stellantriebs erzielen. Um dabei mit dem Servoventil mehrere Arbeitskammern des Aktuators steuern zu können, ist die eine Steuerfläche des Servoventils gemäß Anspruch 3 vorzugsweise mit zwei Steuerkanten in Form eines in der Sperrlage des Servoventils durch die Gegenfläche verschlossenen, schräg zur Ventillängsrichtung verlaufenden Steuerschlitzes versehen. Eine in diesem Zusammenhang besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht gemäß Anspruch 4 darin, daß die Steuerkante bzw. der Steuerschlitz bezüglich der Kolbenachse ungleichförmig geneigt verläuft. Infolgedessen läßt sich nicht nur eine irgend erwünschte lineare, sondem auch praktische jede beliebige nichtlineare Übersetzungscharakteristik des Stellantriebs realisieren, insbesondere auch eine solche, bei der der Stellantrieb in der Hubmitte des Aktuators auf die Steuerkommandoeingaben sehr feinfühlig reagiert, also das Übersetzungsverhältnis kleiner als Eins ist, während zu den Hubenden hin der Neigungswinkel der Steuerkante bzw. des Steuerschlitzes bezüglich der Kolbenachse abnimmt und dementsprechend das Übersetzungsverhältnis progressiv ansteigt. Eine solche progressive Übersetzungschrarakterisik wird vor allem im Zusammenhang mit pilotengesteuerten Blattwinkelverstelleinrichtungen von Hubschraubern angestrebt.According to another essential aspect of the invention, this is in the piston section Included servo valve according to claim 2 as a rotary valve with a formed with respect to the actuator piston displacement axis obliquely inclined control edge. In this way can be - unlike the known, mixed gear free Valve controls in which the ratio of the actuator between the input movement of the valve spool and the output movement of the Hydraulic actuator is always set to one - by appropriate choice of the inclination angle the control edge any desired transmission characteristic of the actuator. In order to do so with the servo valve several working chambers to control the actuator is the one control surface of the servo valve according to Claim 3 preferably with two control edges in the form of a in the locked position of the Servo valve closed by the counter surface, obliquely to the valve longitudinal direction running control slot provided. One in particular in this context Preferred embodiment of the invention according to claim 4 is that the Control edge or the control slot inclined non-uniformly with respect to the piston axis runs. As a result, not only can any desired linear, but other also practical any nonlinear translation characteristic of the Realize actuator, especially one such, in which the actuator in the center of stroke of the actuator reacts very sensitively to the control command inputs, so the gear ratio is less than one, while towards the stroke ends of the Inclination angle of the control edge or the control slot with respect to the piston axis decreases and accordingly the transmission ratio increases progressively. Such a progressive translation character is mainly related sought with pilot-controlled Blattwinkelverstelleinrichtungen of helicopters.

Ferner ist es möglich, den erfindungsgemäßen Stellantrieb nur zeitweise zu aktivieren, ansonsten aber den Aktuator unabhängig von den ventilschieberseitigen Steuerkommandoeingaben freigängig zu schalten, etwa bei Verwendung des Stellantriebs in redundanter Anordnung zusammen mit weiteren, gleichartigen Stellantrieben oder wenn die Steuerkommandos normalerweise über eine Fly-by-wire-Steuerung übertragen werden und der kraftverstärkende Stuerkommandopfad über den Stellantrieb nur hilfweise bei Ausfall der Fly-by-wire-Steuerung benötigt wird. Zu diesem Zweck ist gemäß Anspruch 5 vorzugsweise ein zum Freigängigschalten des Stellantriebs selektiv von einer Schließ- in eine Öffnungslage umsteuerbares Bypaßventil zwischen den Arbeitskammern des Aktuators vorgesehen. Gemäß Anspruch 6 schließlich enthält das Bypaßventil vorzugsweise eine zusätzliche Ventilstufe, die die Druckzufuhr zu beiden Arbeitskammern sperrt, wenn diese über das Bypaßventil hydraulisch miteinander verbunden sind, also der Aktuator freigeschaltet ist. Auf diese Weise wird verhindert, daß Steuerkommandos, die weiterhin am Ventilschieber eingegeben werden, auf dem Wege über die miteinander verbundenen Arbeitskammern einen hydraulischen Kurzschluß zwischen der Druckmittelquelle und dem Rücklauf verursachen können.Furthermore, it is possible to activate the actuator according to the invention only temporarily, but otherwise the actuator regardless of the valve spool-side control command inputs to switch freely, for example when using the actuator in redundant arrangement together with other, similar actuators or when the control commands are normally transmitted via a fly-by-wire control and the power-boosting Stuerkommandopfad on the actuator only in the case of failure of the fly-by-wire control is needed. To this end is preferably according to claim 5 for Freigängigschalt the actuator selectively from a closed to an open position reversible bypass valve between the working chambers of the actuator provided. Finally, according to claim 6 For example, the bypass valve preferably includes an additional valve stage that controls the pressure delivery to both working chambers locks when these are hydraulically connected to each other via the bypass valve are, so the actuator is unlocked. This way will prevents control commands that continue to be input to the valve spool on the way through the interconnected working chambers a hydraulic short circuit between the pressure medium source and the return can cause.

Die Erfindung wird nunmehr anhand zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1

eine teilweise geschnittene Ansicht eines hydraulischen Stellantriebs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2

eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels; und

Fig. 3

einen vergrößerten Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 2.

The invention will now be explained in more detail with reference to two embodiments in conjunction with the drawings. It shows in a highly schematic representation:

Fig. 1

a partially sectioned view of a hydraulic actuator according to a first embodiment of the invention;

Fig. 2

a representation corresponding to Figure 1 of another embodiment. and

Fig. 3

an enlarged section along the line II of FIG. 2nd

Der in Fig. 1 gezeigte hydraulische Stellantrieb enthält als Hauptbestandteile einen Hydraulikaktuator 2 und ein Servoventil 4. Der Hydraulikaktuator 2 ist ein doppelt wirkender Linearantrieb, bestehend aus einem feststehenden Hydraulikzylinder 6 und einem diesen in die Arbeitskammern 8 und 10 unterteilenden Stellkolben 12 mit einer sich beidseitig des Stellkolbens 12 erstreckenden, am einen Ende mit dem Ausgang 14 des Stellantriebs versehenen Kolbenstange 16.The hydraulic actuator shown in Fig. 1 contains as main components a hydraulic actuator 2 and a servo valve 4. The hydraulic actuator 2 is a double-acting linear actuator consisting of a fixed Hydraulic cylinder 6 and a this in the working chambers. 8 and 10 dividing actuator piston 12 with a both sides of the actuator piston 12 extending, at one end to the output 14 of the actuator provided piston rod 16th

Die Kolbenstange 16 ist so ausgebildet, daß sie einen Bestandteil des Servoventils 4 bildet und enthält zu diesem Zweck eine zentrale, in Axialrichtung des Stellkolbens 12 verlaufende Aufnahmebohrung 18, in der der steuerkommandobetätigte Ventilschieber 20 des Servoventils 4 dichtend und gleitend verschieblich geführt ist. Im Ventilschieber 20 befindet sich ein Hydraulikkanal 22, der an eine flexible, zum Rücklauf R führende Hydraulikleitung 24 angeschlossen und zu einer Umfangsnut 26 an der mit der Innenfläche 28 der Kolbenstange 16 zusammenwirkenden Steuerfläche 30 des Ventilschiebers 20 geöffnet ist. Der arbeitskammerseitige Ventilauslaß besteht aus zwei seitlich an die Umfangsnut 26 angrenzenden Steueröffnungen 32 und 34 an der Innenfläche 28, die den Kolbenstangenabschnitt 16 durchsetzen und jeweils unmittelbar neben dem Stellkolben 12 in die Arbeitskammer 8 bzw. 10 münden.The piston rod 16 is formed so that it forms part of the Servo valve 4 forms and contains for this purpose a central, in the axial direction of the adjusting piston 12 extending receiving bore 18, in which Control command operated valve spool 20 of the servo valve 4 sealing and slidably guided. In the valve spool 20 is located a hydraulic channel 22 which leads to a flexible, to the return R. Hydraulic line 24 connected and to a circumferential groove 26 at the with the inner surface 28 of the piston rod 16 cooperating control surface 30 of the valve spool 20 is opened. The working chamber side valve outlet consists of two laterally adjacent to the circumferential groove 26 Control openings 32 and 34 on the inner surface 28, the piston rod portion 16 enforce and each immediately adjacent to the actuator piston 12th in the working chamber 8 and 10 open.

Auf seiten der Druckquelle P enthält der Stellantrieb ein solenoidbetätigtes, zweistufiges Bypaßventil 36, welches in der gezeigten Ventilstellung die Druckzufuhrleitung 38 freigibt und die Anschlußleitungen 40 und 42 zu den Arbeitskammern 8 bzw. 10 voneinander trennt, sowie ein zwischen der Druckzufuhrleitung 38 und den Anschlußleitungen 40 und 42 wirkendes Steuerventil 44, welches nachlaufend zum Servoventil 4 in Abhängigkeit von der Druckdifferenz zwischen den Arbeitskammern 8, 10 umschaltet und bei einem Druckgleichgewicht der Arbeitskammern 8, 10 die Mittelstellung einnimmt, in der es den Hydraulikzustrom zu den Arbeitskammern 8, 10 unterbindet.On the side of the pressure source P, the actuator contains a solenoid-actuated, two-stage bypass valve 36, which in the valve position shown the Pressure supply line 38 releases and the leads 40 and 42 to the working chambers 8 and 10 separated from each other, as well as a between the Pressure supply line 38 and the leads 40 and 42 acting Control valve 44, which trailing to the servo valve 4 in dependence of the pressure difference between the working chambers 8, 10 switches and at a pressure equilibrium of the working chambers 8, 10, the middle position in which it introduces the hydraulic flow to the working chambers 8, 10 prevented.

Befindet sich der Ventilschieber 20 bezüglich der Kolbenstange 16 in der gezeigten Neutralstellung, so sind beide Steueröffnungen 32, 34 und folglich auch die Arbeitskammern 8, 10 zum Rücklauf R gesperrt. Das Druckniveau in den Arbeitskammern 8, 10 ist gleich groß, und der Arbeitskolben 12 verbleibt in seiner Stellung. Wird jedoch (über ein nicht gezeigtes Steuergestänge) auf die Eingangsseite 46 des Ventilschiebers 2 ein Stellkommando z.B. im Sinne der Fig. 1 nach rechts eingegeben, so wird die Steueröffnung 32 durch die Umfangsnut 26 aufgesteuert und somit die Arbeitskammer 8 über den Hydraulikkanal 22 und die Rücklaufleitung 24 drucklos geschaltet, während die Steueröffnung 34 und somit auch die Arbeitskammer 10 weiterhin durch den Ventilschieber 20 vom Rücklauf R getrennt bleiben. Unter der Wirkung des hydraulischen Ungleichgewichts zwischen den Arbeitskammern 8 und 10 schaltet das Steuerventil 44 in die rechte Schaltstellung um, in der es die Arbeitsdruckleitung 38 von der Anschlußleitung 40 vollständig trennt und die Druckmittelzufuhr über die Anschlußleitung 42 zur Arbeitskammer 10 freigibt. Somit verfährt der Stellkolben 12 mit der Kolbenstange 16 und dem Stellantrieb-Ausgang 14 nach rechts. Hierdurch wird zugleich das Servoventil 4 zurückgesteuert, bis die Steueröffnung 32 die Seitenkante der Umfangsnut 26 in entgegengesetzter Richtung überwandert und beide Arbeitskammern 8 und 10 wieder vom Rücklauf R getrennt sind. Der Stellantrieb verbleibt in dieser Position, bis der Ventilschieber 20 durch ein Steuerkommando erneut relativ zur Kolbenstange 16 verstellt wird, z.B. im Sinne der Fig. 1 nach links, woraufhin sich der oben beschriebene Vorgang in umgekehrter Richtung wiederholt. Auf diese Weise werden die Steuerkommandoeingaben kraftverstärkt am Ausgang 14 des Stellantriebs - etwa im Rahmen einer nicht gezeigten Hubschrauber-Blattwinkelsteuerung - weitergegeben, und zwar mit einem Übersetzungsverhältnis von Eins, d.h. eine Steuerkommandoeingabe wird vom Stellantrieb in eine gleich große, kraftverstärkte Ausgangsbewegung umgesetzt.Is the valve spool 20 with respect to the piston rod 16 in the shown neutral position, so are both control ports 32, 34 and consequently also the working chambers 8, 10 to return R locked. The pressure level in the working chambers 8, 10 is the same size, and the working piston 12 remains in its position. Is however (via a not shown Control linkage) on the input side 46 of the valve spool 2 an adjusting command e.g. entered in the sense of Fig. 1 to the right, the Control opening 32 controlled by the circumferential groove 26 and thus the Working chamber 8 via the hydraulic channel 22 and the return line 24th depressurized while the control port 34 and thus also the Working chamber 10 continues through the valve spool 20 from the return R stay disconnected. Under the effect of hydraulic imbalance between the working chambers 8 and 10, the control valve 44 switches in the right switching position, in which it is the working pressure line 38 of the Connecting line 40 completely separates and the pressure medium supply via the Connecting line 42 to the working chamber 10 releases. Thus proceeds the Control piston 12 with the piston rod 16 and the actuator output 14th to the right. As a result, at the same time the servo valve 4 is controlled back, until the control port 32, the side edge of the circumferential groove 26 in opposite Direction overflows and both working chambers 8 and 10 again are separated from the return R. The actuator remains in this position until the valve spool 20 by a control command again relative to Piston rod 16 is adjusted, e.g. in the sense of Fig. 1 to the left, whereupon the process described above in the reverse direction repeated. In this way, the control command inputs are amplified at the output 14 of the actuator - approximately in the context of a not shown helicopter blade angle control - passed, namely with a gear ratio of one, i. a control command input is from the actuator in an equal, power-reinforced output movement implemented.

Das Bypaßventil 36 dient dazu, den Stellantrieb freizuschalten, wenn dieser beispielsweise zusammen mit weiteren, gleichartigen Stellantrieben in redundanter Anordnung Verwendung findet oder als Kraftverstärker im Zuge einer mechanischen, parallel zu einer normalerweise aktivierten Fly-by-wire-Steuerung wirkenden Signalübertragungsstrecke angeordnet und nur hilfsweise bei einer Funktionsstörung der Fly-by-wire-Steuerung aktiviert werden muß. Durch Umschalten des Bypaßventils 36 wird die Druckzufuhrleitung 38 vom Steuerventil 44 getrennt und die Arbeitskammern 8, 10 werden hydraulisch kurzgeschlossen. Hierdurch wird der Ausgang 14 des Stellantriebs vom Steuerkommandoeingang 46 entkoppelt und die Kolbenstange 16 ist freigängig verstellbar, unabhängig davon, ob und in welcher Größe Steuerkommandos auf den Ventilschieber 20 gegeben werden.The bypass valve 36 serves to unlock the actuator when this For example, together with other, similar actuators in redundant Arrangement use takes place or as a power amplifier in the course a mechanical, parallel to a normally activated fly-by-wire control acting signal transmission path arranged and only alternatively activated in case of a malfunction of the fly-by-wire control must become. By switching the bypass valve 36, the pressure supply line 38 separated from the control valve 44 and the working chambers 8, 10 are hydraulically shorted. As a result, the output 14th of the actuator from the control command input 46 decoupled and the Piston rod 16 is freely adjustable, regardless of whether and in what size control commands given to the valve spool 20 become.

Der Stellantrieb nach den Fig. 2 und 3, wo die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden Bauelemente durch ein um 100 erhöhtes Bezugszeichen gekennzeichnet sind, unterscheidet sich von diesem hauptsächlich dadurch, daß er sich mit einer weitgehend beliebigen, gewünschtenfalls auch nicht-linearen Übersetzungscharakteristik ausführen läßt. Zu diesem Zweck ist der Ventilschieber 120 in der Aufnahmebohrung 118 der Kolbenstange 116 und zusätzlich an einer Lagerabstützung 48 drehbar angeordnet, während der Stellkolben 112 zusammen mit der Kolbenstange 116 über ein Gestänge 50 linear verschieblich, aber drehfest am Hydraulikzylinder 106 geführt ist. Das Eingangsglied 146 besteht aus einem Kipphebel, über den der Ventilschieber 120 nach Maßgabe der Steuerkommandoeingaben bezüglich der Kolbenstange 116 drehpositioniert wird.The actuator of FIGS. 2 and 3, where the the first embodiment corresponding components by a reference number increased by 100 are different from this mainly in that he deals with a largely arbitrary, if desired can also perform non-linear translation characteristic. To this Purpose is the valve spool 120 in the receiving bore 118 of the piston rod 116 and additionally rotatably mounted on a bearing support 48, during the actuator piston 112 together with the piston rod 116 via a linkage 50 linearly displaceable, but rotationally fixed to the hydraulic cylinder 106 is guided. The input member 146 consists of a Rocker arm over which the valve spool 120 in accordance with the control command inputs is rotationally positioned with respect to the piston rod 116.

In der Steuerfläche 130 des Ventilschiebers 120 ist anstelle einer Umfangsnut (Fig. 1) ein in Axialrichtung des Ventilschiebers 120 schräg verlaufender Steuerschlitz 52 mit seitlichen Ventilsteuerkanten 54 und 56 ausgebildet. Die kolbenstangenseitige Steuerfläche 128 enthält zwei nierenförmig in den Stellkolben 112 hineinreichende Hydraulikkammern 58, 60 geringer Axialbreite, die jeweils über eine Hydrauliköffnung 132 bzw. 134 im Stellkolben 112 mit der Arbeitskammer 108 bzw. 110 in Verbindung stehen und voneinander durch einen Mittelsteg 62 an der Steuerfläche 128 getrennt sind, welcher in der in Fig. 3 gezeigten Neutralstellung des Servoventils 104 den Steuerschlitz 52 überdeckt und dadurch beide Arbeitskammern 108 und 110 vom Rücklauf R trennt. Wird jedoch der Ventilschieber 120 infolge einer Steuerkommandoeingabe verdreht, so wird - je nach Drehrichtung - die eine oder andere Steuerkante 54 oder 56 aufgesteuert und die entsprechende Arbeitskammer 108 oder 110 mit dem Rücklauf R verbunden, während die jeweils andere Arbeitskammer zum Rücklauf R gesperrt bleibt und über das nunmehr in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel umschaltende Steuerventil 144 mit einem ungehinderten Druckmittelzustrom beaufschlagt wird. Die daraufhin einsetzende Linearbewegung des Stellkolbens 112 wirkt unmittelbar auf das Servoventil 104 zurück, bis sich der Kolbenstangenabschnitt 116 relativ zum Ventilschieber 120 soweit axial verschoben hat, daß der Steuersteg 62 den Steuerschlitz 52 überwandert und erneut beide Steuerkanten 54 und 56 von den Hydraulikkammern 58, 60 getrennt werden, woraufhin der Hydraulikaktuator 102 in der neuen Position zum Stillstand kommt.In the control surface 130 of the valve spool 120 is instead of a circumferential groove (Fig. 1) an obliquely extending in the axial direction of the valve spool 120 Control slot 52 formed with lateral valve control edges 54 and 56. The piston rod-side control surface 128 contains two kidney-shaped in the actuating piston 112 reaching into hydraulic chambers 58, 60 lower Axial width, each via a hydraulic port 132 and 134 in the actuator piston 112 with the working chamber 108 and 110 are in communication and separated from each other by a central web 62 on the control surface 128 which are in the neutral position of the servo valve shown in Fig. 3 104 covers the control slot 52 and thereby both working chambers 108 and 110 from the return R separates. However, the valve spool 120 is rotated due to a control command input, so is - Depending on the direction of rotation - one or the other control edge 54 or 56 turned on and the corresponding working chamber 108 or 110 with the Return R connected while the other working chamber for Return R remains locked and over that now in the same way as in the first embodiment switching control valve 144 with a unimpeded pressure medium inflow is applied. The ensuing Linear movement of the actuating piston 112 acts directly on the Servo valve 104 back until the piston rod portion 116 relative to the valve spool 120 has moved axially so far that the control bar 62nd the control slot 52 overflows and again both control edges 54 and 56th are separated from the hydraulic chambers 58, 60, whereupon the Hydraulic actuator 102 comes to a standstill in the new position.

Das Übersetzungsverhältnis ist abhängig von der Neigung des Steuerschlitzes 52 bezüglich der Servoventilachse. Ist der Steuerschlitz 52 flach geneigt, so ergibt eine relativ kleine Winkelverstellung des Eingangshebels 146 eine vergleichsweise große Ausgangsbewegung des Aktuators 102, und umgekehrt. Auf diese Weise läßt sich der Stellantrieb mit einer irgend erwünschten Übersetzungscharakteristik ausbilden, einschließlich einer nicht-linearen, derart daß der Steuerschlitz 52 nicht mit einem gleichbleibenden Neigungswinkel, sondern gebogen mit einem sich in Schlitzlängsrichtung ändernden Neigungswinkel ausgebildet wird. Soll der Stellantrieb z.B. in Verbindung mit einer Rotorblattwinkelsteuerung in der Mittelstellung des Stellkolbens 112 sehr feinfühlig auf die Steuerkommandoeingaben reagieren, das Übersetzungsverhältnis zu den Hubenden hin aber steil ansteigen, so muß der Steuerschlitz 52 gegenüber der Ventil-Längsachse in der Schlitzmitte relativ stark geneigt, zu den Schlitzenden hin aber zunehmend flacher verlaufen.The gear ratio depends on the inclination of the control slot 52 with respect to the servo valve axis. Is the control slot 52 flat inclined, so gives a relatively small angle adjustment of the input lever 146 a comparatively large output movement of the actuator 102, and vice versa. In this way, the actuator can be with any form a desired translation characteristic, including one non-linear such that the control slot 52 does not match a constant one Tilt angle, but bent with a slot in the longitudinal direction changing inclination angle is formed. Should the actuator e.g. in conjunction with a rotor blade angle control in the middle position of the actuating piston 112 very sensitively to the control command inputs react, but the gear ratio to the stroke ends out rising steeply, so the control slot 52 relative to the valve longitudinal axis relatively steeply inclined in the slot center, but towards the slot ends increasingly flattened.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ferner beidseitig des Steuernventils 144 jeweils ein sich zur Anschlußleitung 140 bzw. 142 öffnendes Rückschlagventil 64 bzw. 66 vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, daß der Stellkolben 112 hydraulisch verriegelt wird, wenn am Ausgang 114 eine die maximale Stell- oder Haltekraft des Aktuators 102 übersteigende Außenlast angreift. Im übrigen ist die Bau- und Funktionsweise des Stellantriebs gemäß den Fig. 2 und 3 die gleiche wie beim ersten Ausführungsbeispiel.In this embodiment is also on both sides of the control valve 144th in each case one to the connecting line 140 and 142 opening check valve 64 and 66, respectively. This ensures that the actuating piston 112 is hydraulically locked, if at the output 114 a the maximum Stell- or holding force of the actuator 102 exceeds the excess external load. Moreover, the construction and operation of the actuator according to the Figs. 2 and 3 the same as in the first embodiment.

Claims (6)

1. A hydraulic actuating drive, in particular for the blade angle control system of a helicopter, comprising a hydraulic actuator with two working chambers (8, 10, 108, 110) which are delimited by the actuator piston, and a servo valve (4) which selectively connects the working chambers with the hydraulic pressure source (P) or with the return, said servo valve (4) comprising a valve slide (20) which is control-command operated, and a valve revertive control which influences the valve position according to the actuator piston movement in the direction opposite the control command input, wherein the actuator piston (12, 112) of the hydraulic actuator (2, 102) comprises a piston section (16, 116) which together with the valve islide (20, 120) constitutes the servo valve (4, 104) including the valve revertive control, with said piston section (16, 116) comprising a valve outlet (32, 34) which in the region of the actuator piston leads into the working chamber (8, 10, 108, 110),
   wherein
   the hydraulic pressure source (P) and the return (R) are connected to the working chamber (8, 10, 108, 110) by way of mutually separate hydraulic lines (40, 42, 140, 142 or 22, 24, 122, 124), and wherein as part of one hydraulic line (22, 24 or 122, 124) the servo valve (4, 104) which is constituted by the piston section (16, 116) is arranged,
   and the servo valve (4, 104) is designed as a multiway selector valve, integrated in the piston rod (16, 116) for controlling the pressure means of both working chambers (8, 10, 108, 110) of the actuator (2, 102),
   characterised in that
   in the other hydraulic line (40, 42 or 140, 142) a control valve (44, 144) is provided which follows the servo valve (4, 104) depending on the pressure level in the working chamber, said control valve switching in the direction opposite the servo valve (4, 104).
2. The hydraulic actuating drive according to claim 1,
   characterised in that
   the piston section (116) is guided so as to slide but to be rotationally fixed, while the valve slide (120) is designed as a rotary slide with a rotary position according to the control command input, and in that at least one of the valve control surfaces (128, 130) which act between the piston section and the rotary slide, comprises a control edge (54, 56) which is arranged transversely in relation to the piston axis.
3. The hydraulic actuating drive according to claim 2,
   characterised in that
   the control surface (130) located on the rotary slide comprises a control slot (52), which in the closed position of the servo valve (104) is closed by the control surface (128) on the piston side, so as to form a control edge which extends transversely to the longitudinal direction of the slide.
4. The hydraulic actuating drive according to claim 2 or 3,
   characterised in that
   the control edge (54, 56) or the control slot (52) is arranged so as to be differently inclined in relation to the piston axis.
5. The hydraulic actuating drive according to claim 1,
   characterised in that
   between the working chambers (8, 10, 108, 110) of the actuator (2, 102), a hydraulic connection is provided with a bypass valve (36, 136) for switching the actuator so as to render it free floating, from a closed position to an open position.
6. The hydraulic actuating device according to claim 5,
   characterised in that
   the bypass valve (36, 136) comprises a valve stage which in the free floating position of the actuator (2, 102) blocks off the pressure supply (38, 138) to the two working chambers (8, 10, 108, 110).

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