DE1576069C - Anlage fur die Steuerung hydraulischer Stellmotoren - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft eine 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 durch ein elektrohydraulisches Steuerglied als auch mittels eines mechanischen Gestänges verstellbar sind. - ■___■

Eine solche Steueranlage, dient-beispielsweise für die Betätigung von Flugzeugsteuerflächen, in erster Linie in Abhängigkeit von der.automatischen Steuerung, die ein elektrisches Signal von einem Autopilotsystem und bzw. oder einer Stabilisierungseinrichtung eingibt. Sie ist so ausgebildet, daß sie im Notfall auch in Abhängigkeit von der manuellen Eingabe des Piloten betätigt werden kann. Das Steuerventil kann also elektrisch oder mechanisch oder durch eine Kombination der beiden betätigt werden.

Dem Hauptpatent lag die Aufgabe zugrunde, eine Steueranlage zu erstellen, die auch bei Ausfall eines elektrischen Energiekreises weiterhin elektrisch gesteuert werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach dem Hauptpatent einem jeden hydraulischen Steuerkreis des elektrohydraulischen Steuergliedes ein Hilfssteuerventil zugeordnet, welches die Bewegungstendenz der mechanisch gekoppelten Steuerventilkolben mit Kolbenstangen der beiden Steuerkreise mit der Bewegungstendenz des hydraulischen Teiles des zugeordneten Steuerventils vergleicht und bei Bewegungsunstimmigkeit ein Abschaltventil betätigt, welches die Druckmittelzufuhr zu dem betreffenden elektrohydraulischen Steuerglied unterbricht.' Um die Blockierung der Steuerventilkolben zu vermeiden, bestehen nach einer weiteren Ausbildung des Hauptpatentes die Hilfssteuerventile aus einem Zylinder mit einem schwimmenden Kolben, 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. Das so ausgebildete Hilfssteuerventil hat also zwei verschiedene Funktionen zu erfüllen, nämlich eine logische Entscheidung zu treffen und eine Schaltfunktion durchzuführen.

Der schwimmende Kolben neigt aber dazu, bei einem eventuell auftretenden Klemmen den Schaltverlauf negativ zu beeinflussen. Auch erfordert die Aneinanderreihung aller Steuerelemente in einer Ebene einen komplizierten Aufbau.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Steuerungsanlage nach dem Hauptpatent noch weiter zu verbessern und den Nachteil des schwimmenden Kolbens zu vermeiden bzw. einen einfacheren Aufbau zu erreichen. "

Erfindungsgemäß wird das Ziel dadurch erreicht, daß die Funktionen des Hilfssteuerventils aufgeteilt sind auf ein eine Schaltfunktion durchführendes und ein auf Grund eines Vergleiches der Bewegungstendenzen eine logische. Entscheidung treffendes Element, die beide räumlich getrennt und lediglich hydraulisch gekoppelt sind, wobei sie bei Bewegungsunstimmigkeit den hydraulischen Teil des elektrohydraulischen Steuerkreises kurzschließen.

Ein schwimmend gelagerter Kolben ist auf diese Weise vermieden und es ist möglich, das logische Element in jeder beliebigen Lage anzuordnen, um eine kompakte Bauweise zu erreichen. Es kann also das Baukastensystem zur Anwendung kommen.

An Hand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

3 4

F i g. 1 zeigt die Darstellung mit Hilfssteuerventil Kolbenstange 13 sitzende und mechanisch mit dem

und getrennt angeordnetem logischem Element, ge- Steuerventil gekuppelte Hilfssteuerventil 29, das

steuert durch Steuernuten am Kolben; ebenfalls an die Druckleitung 20 bzw. 19 über das Ab-

F i g. 2 zeigt die Darstellung der Kombination von sperrventil 26 angeschlossen ist, gibt nun die Druck-Steuerventil mit dem Hilfssteuerventil zu einem Bau- 5 flüssigkeit über die Steuernuten S1 weiter zum logielement zusammengefaßt. sehen Element 37. Hier wird jedoch durch die gleich-

Der mechanische Steuerkreis besteht aus einer sinnige Bewegung des Kolbens 36 die Druckflüssig-

Kopplung von parallel arbeitenden Steuerventilen, keit abgesperrt. An die Leitung 20 ist auch das Ab-

von denen nur das Steuerventil 7 dargestellt ist. Die sperrventil 26 angeschlossen, welches durch die

Steuerventile sind über die Kolbenstange 13 und ein io Druckflüssigkeit über die Nebenleitung 28 in die

Gestänge unter hydraulischer Betätigung der Servo- Kammer 27 und zusätzlich durch eine Feder ständig

motoren 2 und 3 gekoppelt, von da an über eine ge- offengehalten wird.

meinsame Kolbenstange 5, die über das Gelenk 6 an Fällt nun das elektrohydraulische Steuerglied 9

die Steuerfläche 1 angreift und um die Achse 4 aus, so wird der Druck in der Kammer 43 bzw. 44

schwenkt. 15 durch die Bewegung vom anderen Glied her über den

Die hydraulische Betätigung des Servomotors 2 Balken 50 der Kolbenstange 13 erhöht und somit auch

bzw. 3 erfolgt durch Zufuhr von Druckflüssigkeit in in der Kammer 40 bzw. 39. So bewegt sich nun der

der Leitung 19 zum Steuerventil 7. Je nach Stellung Kolben 36 entgegengesetzt wie die Kolbenstange 13

der Steuerkolben wird die Druckflüssigkeit über die und Hilfssteuerventil 29. Die Bewegungsrichtung

Leitungen 21 bzw. 22 zu den Stellmotoren 2 bzw. 3 20 kann durch Änderung der Leitungsfolge nach Bedarf

weitergeleitet. Die Rückführung der Druckflüssigkeit geändert werden. Die vom Hilfssteuerventil 29 kom-

besorgt die Leitung 25. mende Druckflüssigkeit gelangt nun in das logische

Der hydraulische Steuerkreis ist aber auch noch Element 37, und es wird über die Steuernuten 5 2 die mit dem Steuerkreis des elektrohydraulischen Steuer- Abflußleitung 47 geöffnet. Durch den Druckabfall im gliedes 9 verbunden. Hier kann an sich jedes Steuer- 25 Hilfssteuerventil 29 wird auch im Absperrventil 26 glied bekannter Bauart verwendet werden. Es besteht der Druck reduziert, der Kolben schließt die Zufuhr hauptsächlich aus einem polarisierten Elektromo- der Druckflüssigkeit in der Leitung 20 ab. Wesentlich tor 30, der eine Flatterklappe 31 zwischen zwei Düsen ist, daß der hydraulische Steuerkreis durch die Druckbewegt. Hierdurch werden die Austrittsöffnungen leitung mit dem Steuerkolben verbunden, geschlossen zwischen den Düsenspitzen 32 und der Oberflächen 30 wird. Gleichzeitig wird hiernach ein Signalschalter 35 der Flatterklappen 31 variiert. Die Drosselstelle 33 in betätigt, der dem Piloten den Ausfall anzeigt. Die KoI-den Flüssigkeitsleitungen verhindert einen Rückstau, benstange 13 kann über den Balken 50 von außen und der Druckunterschied zwischen den Düsenleitun- widerstandslos betätigt werden und blockiert die angen wird an den Steuerkolben und der Rückkopp- deren Aggregate nicht.

lungsfeder 34 wirksam. Es können hier auch andere 35 Wie aus F i g. 2 ersichtlich, kann man auch die elektrohydraulische Steuerglieder verwendet werden, Funktion des HilfsSteuerventils 29 in das Steuervendie beispielsweise eine hydraulische Rückkopplung til 7 verlegen und das logische Element 37 durch zuaufweisen. Zusätzlich sind noch ein Hilfssteuerventil sätzliche an den Kolben des Steuerventils 7 ange-29, ein logisches Element 37 und ein Abschaltventil brachte Steuernuten S 3 beeinflussen. Der Vorteil liegt 26 vorhanden, welche die Aufgabe haben, bei Ausfall 40 nun darin, daß das gesamte Hilfssteuerventil 29 entdes elektrohydraulischen Steuergliedes 9 den hydrau- fallen kann und somit sich eine leichtere und komiischen Kreis abzuschalten, da sonst die gesamte An- pakte Bauweise ergibt. Auf die Darstellung der nicht lage blockiert werden würde. Proportional der Strom- zum Verständnis dienenden Aggregate und Leitungen stärke wird der polarisierte Elektromotor 30 mehr wurde im Interesse der Einfachheit verzichtet. Für die oder weniger stark betätigt, und es wird je nach Stel- 45 Einzelheiten, die die gleiche Funktion ausüben, sind lung der Flatterklappe 31 der Druck in den Kammern die Bezeichnungen analog zur F i g. 1, so daß der Zu-43 und 44 verändert und damit die Kolbenstange 13 sammenhang übersichtlicher erscheint. Es lassen sich bewegt, welche über die Steuerkolben die Servomoto- bei Ausführungen gemäß F i g. 2 durch Serienschalren 2 und 3 beeinflußt. Entsteht nun in den Kammern tung auf die Kolbenstange 13 mehrere Steuerventile 7 43 bzw. 44 ein Druckunterschied, bewegt sich die KoI- 50 aneinanderreihen.

benstange in die Richtung zu der Kammer, welche Durch die Schalteinrichtung in den hydraulischen einen geringeren Druck aufweist. Da über die Leitun- Steuerkreisen der elektrohydraulischen Steuerglieder gen 42 und 41 auch die Kammer 40 und 39 eines logi- ist es möglich, daß eine Steueranlage eine beliebige sehen Elementes angeschlossen ist, bewegt sich der Anzahl von parallel arbeitenden Servomotoren entKolben 36 in die gleiche Richtung wie die Kolben- 55 halten kann. Als besonderer Vorteil ist die Tatsache stange 13 bzw. der Kolben des Hilfssteuerventils 29. anzusehen, daß bei Ausfall eines oder auch mehrerer Mit Hilfe einer Feder 38 wird der Kolben 36 nor- Steuerkreise die Funktionsfähigkeit der Servomotoren malerweise in der Mittellage gehalten. Das auf der unverändert bleibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

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, und wobei einem jeden hydraulischen Steuerkreis .......

des elektrohydraullschen Steuergliedes ein Hilfssteuerventil zugeordnet*ist, welches die Bewegungstendenz der mechanisch gekoppelten Steuerventilkolben mit Kolbenstangen der beiden Steuerkreise mit der Bewegungstendenz des hydraulischen Teiles des zugeordneten Steuerventils vergleicht und bei Bewegungsunstimmigkeit ein Abschaltventil betätigt,; welches die Druckmittelzufuhr zu dem betreffenden _; elektrohydraulischen Steuerglied unterbricht, nach Patent 1426480, dadurch gekennzeichnet, daß die Funktionen des HilfssteuerventUs aufgeteilt sind auf ein eine Schaltfunktion durchführendes und ein auf Grund eines Vergleiches der Bewegungstendenzen eine logische Entscheidung treffendes Element (29 bzw. 37), die beide räumlich getrennt as und lediglich hydraulisch gekoppelt sind, wobei sie bei Bewegungsunstimmigkeit den hydraulischen Teil des elektrohydraulischen Steuerkreises (9) kurzschließen.

2. Anlage für die Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das die Schaltfunktion durchführende (29) als auch das die logische Entscheidung treffende (37) Element als hydraulische Schaltelemente ausgebildet sind und daß das die Schaltfunktion durchführende Element (29) mechanisch und das die logische Entscheidung treffende Element (37) hydraulisch mit dem Steuerventil (7) gekoppelt sind.

3. Anlage für die Steuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schaltfunktion durchführende Element (29) auf die Kolbenstange (13) des Steuerventilkolbens aufgesetzt ist.

4. Anlage für die Steuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Schaltfunktion besondere Nuten (S 3) an dem oder den Kolben des Steuerventils (7) vorgesehen sind.

5. Anlage für die Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch Nuten (5 2) am Kolben (36) des die logische Entscheidung treffenden Elementes (37) und Nuten (S 1) am Kolben des die Schaltfunktion durchführenden Elementes (29) in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Verstellrichtung entweder ein geschlossener hydraulischer Kreis, z. B. Kurzschluß durch Verbindung mit der Rücklaufleitung (47), hergestellt oder verhindert wird.

6. Anlage für die Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Zentrierung (Federzentrierung) des Kolbens des die logische Entscheidung treffenden Elements (37) in seiner Mittellage.