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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entriegelung
eines Bauteils eines Flugzeuges, mit wenigstens einem Hydraulikaktuator,
mit mit diesem in Verbindung stehenden Entriegelungsmitteln sowie
mit Mitteln zur Hydraulikversorgung des Hydraulikaktuators.
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In
bemannten Flugzeugen gibt es zahlreiche Verriegelungssysteme, die
im allgemeinen ein oder mehrere mechanische Stellglieder am Ende
der Steuer- oder Betätigungskette
aufweisen. Im Flugzeugbau werden häufig rein mechanische Notfallbetätigungseinheiten
eingesetzt, zum einen bedingt durch die traditionellen Konstruktionsmerkmale
bereits vorhandener Geräte,
zum anderen aufgrund der relativ hohen Zuverlässigkeit derartiger mechanischer
Systeme. Ein mechanisches Stellglied soll normalerweise neben dem
regulären
Normalbetrieb auch über
zumindest eine Möglichkeit
zur Notfallbetätigung
verfügen.
Ein Nachteil derartiger mechanischer Stellmimiken ist der vergleichsweise
große Aufwand
nicht nur bei der Herstellung, sondern auch bei der Installation
und Wartung.
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Beispielsweise
benötigt
die Fahrwerksnotentriegelung Seilzüge und zahlreiche mechanische Komponenten
für den
Umlenkmechanismus. Hier sind Rollen, Führun gen, Synchronisationsgeschirr etc.
zu nennen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass sie nach der
Installation im Betrieb regelmäßig zu warten
sind.
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Wie
ausgeführt,
umfassen die bekannten mechanischen Stellmechanismen häufig Seilzüge, die
den Nachteil mit sich bringen, dass trotz intensiver Wartung die
temperaturbedingte Schwankung in der Seilspannung nicht vermeidbar
ist. Dies ist insbesondere auf die unterschiedlichen Temperaturausdehnungen
der verschiedenen, im Flugzeug verwendeten Grundmaterialien zurückzuführen. Beispielsweise
kann der Längenunterschied
zwischen dem Flugzeugrumpf bestehend aus einer Aluminium-Legierung
und dem Seil aus hochfestem Stahl theoretisch bezogen auf die gesamte
Flugzeuglänge
je nach Flugzeuggröße über 20 cm
betragen. Um ein zuverlässiges
Funktionieren eines derartigen mechanischen Systems zu gewährleisten,
muß die
auf diese Weise entstandene Längendifferenz
am Seilzugsystem mit Hilfe eines aufwendigen Mechanismus kompensiert
werden.
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Die
Seilzüge
derartiger mechanischer Betätigungen
müssen
häufig
durch den Rumpf des Flugzeuges über
zwei Druck- bzw. Temperaturzonen verteilt und letztendlich bis zum
weit entfernten Cockpit hin geführt
werden. Aus 1 ist exemplarisch ein mechanisches
Fahrwerk-Notentriegelungssystem ersichtlich, das über einen
Seilzug betätigt
wird, der über
Umlenkrollen läuft.
Das mechanische Fahrwerk-Notentriegelungssystem wird eingesetzt,
wenn das Fahrwerk nicht oder nicht in der gewünschten Weise ausgefahren werden
kann.
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Des
Weiteren ist es bekannt, derartige mechanische Systeme durch eine
elektrounterstützte Betätigungseinheit
zu vereinfachen. Diese kann eine elektromagnetische Spule bzw. einen
Elektromotor mit Spindel oder dergleichen aufweisen.
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Ein
Nachteil derartiger elektro-mechanischer Betätigungen besteht darin, dass
diese nicht immer durch ein einfaches Abschalten der Energiezufuhr zurück zum Ausgangszustand
gebracht werden können
bzw. in jedem beliebigen Zustand zum Reset/Restart fähig sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Entriegelung eines Bauteils eines Flugzeuges bereitzustellen,
die zuverlässig
arbeitet und die ohne eine aufwendige, mechanische Konstruktion
anstromt.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Danach
ist vorgesehen, dass die Mittel zur Hydraulikversorgung des Hydraulikaktuators
eine von der zentralen Hydraulikversorgung des Flugzeuges unabhängige Pumpe
umfassen und dass der Hydraulikaktuator einen Notfallanschluß aufweist,
der mit der Druckseite der Pumpe in Verbindung steht oder verbindbar
ist. Das genannte Problem wird somit durch einen auf die Entriegelungsmittel
wirkenden oder diese aufweisenden Entriegelungsaktuator mit einer
autarken Hydraulikversorgungseinheit gelöst, die nicht zwingend proportional
gesteuert werden muß.
Derartige Antriebe können
im Flugzeug z. B. zur Entriegelung von Landing Gear Uplocks, Emergency
Release Systems jeglicher Art, Türverriegelungen
und dergleichen verwendet werden.
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Aufgrund
der Tatsache, dass die Pumpe nicht Bestandteil der zentralen Hydraulikversorgung des
Flugzeuges ist, wird die zur Betätigung
der Notfall-Entriegelung erforderliche Hydraulikenergie unabhängig von
der Zentral-Hydraulikversorgung jederzeit sichergestellt.
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Bei
der Pumpe handelt es sich beispielsweise um eine handelsübliche Mikropumpe,
die durch einen Elektromotor, vorzugsweise durch einen Bürstenmotor
betrieben werden kann.
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In
bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Pumpe und
dem Hydraulikaktuator ein Ventil, insbesondere ein Magnetventil
vorgesehen, das in einer Position den Notfallanschluß des Hydraulikaktuators
mit der Pumpe verbindet und in einer anderen Position den Notfallanschluß des Hydraulikaktuators
mit einer Rücklaufleitung
verbindet. Im Notbetrieb des Flugzeuges kann mittels des Magnet ventils
der Notfallanschluß des
Hydraulikatuaktors mit der Druckseite der Pumpe verbunden werden,
so dass bei laufender Pumpe der Hydraulikatuator betätigt wird
und somit das betreffende Bauteil, beispielsweise ein Landing Gear
Uplock entriegelt wird.
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Im
Normalbetrieb kann mittels des Magnetventils der Notfallanschluß mit einer
Rücklaufleitung verbunden
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine
sich an die Druckseite der Pumpe anschließende Druckleitung und eine
Rücklaufleitung
auf, wobei ein Überdruckventil
vorgesehen ist, dass bei Erreichen eines Grenzdruckes in der Druckleitung
beide Leitungen miteinander verbindet, so dass das Hydraulikmedium über die
Pumpe im Kreislauf gefördert
bzw. abgeführt
wird.
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Bei
der Pumpe kann es sich um eine ein- oder bidirektional betreibbare
Pumpe handeln. Handelt es sich um eine bidirektional betreibbare
Pumpe kann vorgesehen sein, dass der Hydraulikaktuator beim Abschalten
der Pumpe aufgrund der Federspannkraft einer im Hydraulikatuator
befindlichen Feder die Pumpe in Rückwärtsrichtung betreibt, so dass das
System in seine Ausgangsposition zurückversetzt wird. In diesem
Fall wird der Pumpenmotor als Generator betrieben. Um zu verhindern,
dass eine Rückspeisung
des dabei entstehenden Stroms in das Bordnetz erfolgt, kann eine
Diode vorgesehen werden, die das Bordnetz vor möglichen Interferenzen schützt.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Bereitstellung einer
ausreichenden Menge an Hydraulikfluid eine Erweiterung in der mit
der Pumpe in Verbindung stehenden Saugleitung vorgesehen. Dadurch
wird gewährleistet,
dass zumindest eine Notbetätigung
der Vorrichtung möglich
ist. Außer
einer einfachen Leitungserweiterung sind keine zusätzlichen
Vorkehrungen oder Behältnisse
vorzusehen, in denen das Hydraulikmedium vorgelegt wird. Solange das
Flugzeug nicht bei einer Beschädigung
der Hydraulikleitung Hydraulikmedium verliert, ist die Versorgung
der Pumpe mit dieser einfachen Maßnahme sichergestellt. Ein
extra vorhandenes Reservoir oder ein Akkumulator sind somit überflüssig.
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Mit
abnehmender Abmessung wird die Pumpe/Mikropumpe anfälliger gegen
die extreme Tieftemperatur, die in hohen Flughöhen herrscht. Diese führt zu einer
Viskositätsänderung
des Hydraulikmediums. Um dieses Problem zu beheben, kann eine Heizvorrichtung
vorgesehen sein, die derart angeordnet ist, dass sie die Pumpe und/oder
das durch die Pumpe zu fördernde
Hydraulikfluid erwärmt.
Beispielsweise kann eine einfache Heizspirale vor der Aktivierung
der Vorrichtung die Pumpe bzw. die Flüssigkeit geringfügig anwärmen. Die
Vorwärmung
kann in der Kontrolllogik des betroffenen Betätigungssystems berücksichtigt
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Hydraulikaktuator
einen Notfallanschluß und
einen Normalanschluß auf,
wobei der Normalanschludß mit
der zentralen Hydraulikversorgung des Flugzeuges und der Notfallanschluß mit der
Druckseite der Pumpe in Verbindung steht oder verbindbar ist. Denkbar
ist ferner, dass zwei Hydraulikatuatoren vorgesehen sind, von denen
einer den Normalanschluß und
ein anderer den Notfallanschluß aufweist. Möglich ist,
dass der Notfallanschluß und
der Normalanschluß derart
angeordnet sind, dass im Normalbetrieb des Flugzeuges beide Anschlüsse mit
der zentralen Hydraulikversorgung des Flugzeuges in Verbindung stehen
und dass im Notfallbetrieb des Flugzeuges der Notfallanschluß nur mit
der Pumpe in Verbindung steht.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass die zentrale Hydraulikversorgung eine
Versorgungsleitung aufweist, die mit dem Normalanschluß des Hydraulikaktuators
in Verbindung steht und eine von dieser Versorgungsleitung abzweigende
Leitung, die in die in die Druckleitung der Pumpe mündet oder
die über ein
Ventil, vorzugsweise ein Magnetventil mit dem Notfallanschluß des Hydraulikaktuators
verbindbar ist. Grundsätzlich
kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr Hydraulikaktuatoren mit
jeweils einem Kolben vorgesehen sind, die in räumlich getrennten Räumen bewegbar
aufgenommen sind, von denen einer mit dem Normalanschluß und der
andere mit dem Notfallanschluß der
Hydraulikaktuatoren in Verbindung steht.
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Werden
bei derartigen Ausführungsformen der
Normalanschluß und
der Notfallanschluß von
jeweils separaten Hydraulikquellen versorgt, sind auch dementsprechend
zwei völlig
getrennte Hydraulikleitungen bzw. auch eigene Rücklaufleitungen für das Notfallversorgungssystem
erforderlich.
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Denkbar
ist es, für
die Notversorgung wenigstens abschnittsweise dieselbe Zufuhr- und/oder Rücklaufleistung
zu verwenden, wie für
die Normalversorgung durch die zentrale Hydraulikversorgung des
Flugzeugs.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn der Hydraulikaktuator zwei Kolben aufweist,
die in einem gemeinsamen Raum bewegbar aufgenommen sind, wobei der
gemeinsame Raum sowohl mit dem Normalanschluß als auch mit dem Notfallanschluß des Hydraulikaktuators
in Verbindung steht. Denkbar ist beispielsweise einen Doppelkolbenaktuator
vorzusehen, bei dem die Kolben in einer „Tandemanordnung" angeordnet sind.
Derartige Anordnungen reduzieren nicht nur den Herstellungsaufwand
erheblich, sondern ermöglichen
es, dass beide Kolben im Normalbetrieb von der Zentralhydraulik über den
Normalanschluß gemeinsam
bedruckt werden und dass im Notfallbetrieb nur einer der Kolben über den
Notfallanschluß des
Hydraulikaktuators bedruckt wird, während der andere Kolben in
seiner Ruheposition verbleibt bzw. in die entgegengesetzte Richtung
bewegt wird. Dies hat den Vorteil, dass die wirksame Betätigungskraft
beim Notfallbetrieb nicht nur mit einer schmalen Ringfläche erzeugt
wird, was zur Folge hätte,
dass der Motor bzw. die von diesem angetriebene Pumpe vergleichsweise
leistungsstark und damit großbauend
ist, sondern dass die volle Kolbenquerschnittsfläche zur Verfügung steht.
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Dementsprechend
kann wie ausgeführt
derart vorgegangen werden, dass einer der Kolben als Schwimmkolben
ausgeführt
ist, der sich mit dem anderen Kolben im Normalbetrieb des Flugzeuges
gemeinsam bewegt, im Notfallbetrieb des Flugzeuges jedoch nicht
bewegt wird oder in entgegengesetzter Richtung als der andere Kolben
bewegt wird, damit die hydraulische Wirkfläche auf den bewegten Kolben
auf dessen vorhandenen Querschnitt vergrößert wird.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung eines herkömmlichen mechanischen Notfall-Entriegelungssystems,
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2:
ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit unidirektionaler Pumpe,
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3:
ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit bidirektionaler Pumpe,
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4–7:
unterschiedliche Schaltungsvarianten der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
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8:
eine Schnittdarstellung durch einen Uplock mit zwei voneinander
räumlich
getrennten Hydraulikatuatoren,
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9, 10:
Schnittdarstellungen durch Uplocks mit Doppelkolben,
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11:
ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem als Tandem-Aktuator ausgeführten Hydraulikaktuator mit
unidirektionaler Pumpe,
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12:
ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem als Tandem-Aktuator ausgeführten Hydraulikaktuator mit
bidirektionaler Pumpe und
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13:
Schnittdarstellungen durch einen als Tandem-Aktuator ausgeführten Hydraulikaktuator
bei unterschiedlichen Kolbenpositionen und
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14:
ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem als Tandem-Aktuator ausgeführten Hydraulikaktuator ohne Überdruckventil,
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15:
ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem als Tandem-Aktuator ausgeführten Hydraulikaktuator mit
in Gegenrichtung aktiv betriebenem Motor zur Beschleunigung der
Rückstellung
und
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16:
ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung
mit einem als Tandem-Aktuator ausgeführten Hydraulikaktuator ohne
Rückschlagventil.
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2 zeigt
die Hydraulikschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten
Ausführung.
Der Hydraulikaktuator 20 weist einen Notfallanschluß 22 auf,
der mit dem Anschluß C
eines Miniatur-Magnetventils 30 in Verbindung steht.
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Des
Weiteren ist eine Pumpe 10 vorgesehen, bei der es sich
um eine durch einen Elektromotor M betriebene unidirektionale Pumpe
handelt. Im Betrieb fördert
die Pumpe 10 in eine Druckleitung 50 die an dem
Port P des Magnetventils 30 mündet. An dem Port R ist eine
Rücklaufleitung 40 vorgesehen, mittels
derer Hydraulikfluid beim Zurückversetzen des
Systems in die Ausgangsposition abgeführt wird. Die Druckleitung 50 und
die Rücklaufleitung 40 sind durch
eine Verbindungsleitung miteinander verbunden, in der ein Überdruckventil 60 angeordnet
ist, das bei einer Fehlfunktion der Motor-Pumpensteuerung bzw. bei
Erreichen eines Grenzdruckes öffnet
und somit die Druckleitung 50 mit der Rücklaufleitung 40 verbindet.
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Mit
dem Bezugszeichen 60 ist eine Leitungserweiterung (Totzeitglied)gekennzeichnet,
in der Hydraulikflüssigkeit
für mindestens
eine Betätigung
der Vorrichtung enthalten ist. Zusätzliche Vorrichtungen oder
Vorkehrungen, wie beispielsweise ein gesondertes Reservoir oder
ein Akkumulator sind überflüssig.
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In
dem in 2 dargestellten Zustand des Hydraulikaktuators 20 befindet
sich dieser in seiner Ausgangsposition, in der der Port C mit dem
Rücklaufport
R des Magnetventils 30 und somit mit der Rücklaufleitung 40 verbunden
ist. Eine Feder hält den
Hydraulikaktuator in seiner Verriegelungsstellung, d. h. zur Entriegelung
ist die Federkraft zu überwinden.
Soll der Hydraulikaktuator 20 im Notfallbetrieb betätigt werden,
wird das Magnetventil 30 ausgehend von der dargestellten
Position nach links bewegt, so dass die Ports P und C miteinander
verbunden sind und der Port R geschlossen ist. Der Motor M der Pumpe 10 wird
in Betrieb gesetzt und die Pumpe 10 saugt aus ihrer Saugleitung 70 bzw.
aus der in der Saug- und Rückluafleitung 40, 70 befindlichen
Erweitung Hydraulikmedium an und fördert dieses nach Passieren
des Magnetventils 30 in den Kolbenraum des Hydraulikaktuators 20,
so dass dieser entsprechend betätigt
wird und seinersetis Entriegelungsmittel betätigt. Ist die Entriegelung
erfolgt, kann der Hydraulikaktuator 20 bedingt durch die
Federkraft unverzüglich
wieder mit dem Return-Port R des Magnetventils 30 verbunden
werden, was zur Folge hat, dass über
die Ports C und R des Magnetventils 30 die Hydraulikflüssigkeit
aus dem Hydraulikaktuator 20 abläuft und dieser in seine Ausgangsposition
zurückversetzt
wird.
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3 zeigt
eine Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei der die unidirektionale Pumpe gemäß 2 durch
eine bidirektional betreibbare Pumpe 10 ersetzt ist. Ein
Magnetventil ist bei dieser Ausführung
der Erfindung nicht erforderlich. In dem Normalbetrieb des Flugzeuges
ruht die Pumpe 10 und der Hydraulikaktuator 20 befindet
sich in seiner dargestellten Ausgangsposition. Soll der Hydraulikaktuator 20 betätigt werden,
wird die Pumpe 10 durch den Motor M betrieben, wobei aus
dem Reservoir 71 über
die Saugleitung 70 und die Druckleitung 50 Hydraulikfluid
in den Kolbenraum des Hydraulikaktuators 20 gefördert wird
und dieser entsprechend betätigt
wird. Ist der Entriegelungsvorgang erfolgt, wird der Hydraulikaktuator 20 beim
Abschalten des Motors der Pumpe 10 aufgrund der Federspannkraft
des Hydraulikaktuators 20 wieder in seine Ausgangsposition
bewegt, wobei Hydraulikfluid verdrängt wird und die Pumpe 10 dementsprechend in
ihrer Rückwärtsrichtung
betrieben wird. In diesem Fall wird der Motor M der Pumpe 10 von
der Pumpe 10 angetrieben und erzeugt somit im Sinne eines
Generators Strom. Eine Diode 11 verhindert die unerwünschte Rückspeisung
des Stroms an das Bordnetz, damit es vor möglichen Interferenzen geschützt wird.
Die Druckleitung 50 und die Rücklauftleitung 40 sind
durch ein Überdruckventil 60 bei Überschreiten eines Grenzdruckes
verbindbar. Parallel dazu verläuft
eine Leitung mit einem Rückschlagventil 61,
das eine Durchströmung
der Leiter von der Druckleitung in die Rücklaufleitung verhindert.
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Das
aus 3 ersichtliche System ist im Hinblick auf die
Herstellung- und Wartungskosten besonders vorteilhaft, da auf ein
Magnetventil 20 verzichtet werden kann. Auch die Zuverlässigkeit
ist entsprechend höher.
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Der
Motor M zum Betrieb der Pumpe 10 ist vergleichsweise einfach
aufgebaut. Es kann sich um einen Bürstenmotor ohne besondere Ansteuerung handeln.
Die Nennspannung des Motors kann 30 +/– 2 VDC betragen.
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Die 4 bis 7 zeigen
weitere Schaltungsvarianten. Bei der Anordnung gemäß 4 ist eine
Verbindungsleitung zwischen der Saugleitung 70 und der
Rücklaufleitung 40 vorgesehen,
in der ein Rückschlagventil
angeordnet ist. Stromaufwärts
des Abzweigungspunktes dieser Leitung von der Saugleitung 70 befindet
sich ein Reservoir für
Hydraulikmedium, aus dem die Pumpe 10 im Bedarfsfall Hydraulikfluid
in den Hydraulikaktuator 20 fördert.
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Bei
der Anordnung gemäß 5 ist
anstatt des Rückschlagventils
ein weiteres Überdruckventil vorgesehen,
das bei einem Überdruck
in der Rücklaufleitung 40 öffnet und
diese sodann mit der Saugleitung 70 verbindet.
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Die
Anordnung gemäß 6 sieht
vor, dass die Rücklaufleitung 40 ohne
Zwischenschaltung weiterer Komponenten in die Saugleitung 70 der
Pumpe mündet.
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In
den Varianten gemäß der 4 bis 6 handelt
es sich bei der Pumpe 10 um eine unidirektional betriebene
Pumpe.
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Die
Anordnung gemäß 7 zeigt
eine Gestaltungsvariante, bei der es sich bei der Pumpe um eine
bidirektional betriebene Pumpe 10 handelt, bei der die
Druckleitung 50 der Pumpe 10 der Rücklaufleitung 40 entspricht. Über die
Saugleitung 70 steht die Pumpe auch bei dieser Ausführungsform
mit einem Reservoir 71 in Verbindung.
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In
der Druckleitung befindet sich ein Druckschalter sowie eine bistabile
Schaltung 51.
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8 zeigt
in einer Schnittdarstellung einen Uplock mit zwei voneinander unabhängigen Hydraulikaktuatoren
mit jeweils einem Hydraulikanschluß. Der Uplock weist einen Notfallanschluß 22 und
einen Normalanschluß 23 auf,
wobei der Notfallanschluß 23 zur
Betätigung
des Kolbens 26 und den Normalanschluß 23 zur Betätigung des
Kolbens 27 dient. Beide Kolben sind räumlich voneinander getrennt und
wirken im Bedarfsfall auf die Entriegelungsmittel ein.
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Eine
alternative Anordnung besteht darin, den Uplock mit Doppelkolben
auszuführen,
wie dies aus 9 und 10 ersichtlich
ist. In diesen Uplocks werden Doppelkolben vorgesehen, die aus den Einzelkolben 28 und 29 bestehen.
Die Ausführungsformen
gemäß der 9 und 10 weisen
jeweils aufgrund der zwei gleichen Kolben 28, 29 im
Zylinder zwar relativ große
Baulängen
auf. Im Vergleich zu der Anordnung gemäß 8 reduzieren
sich jedoch die Herstellkosten und der Wartungsaufwand durch Doppelbelegung
der einzigen Zylinderbohrung maßgeblich.
Bei den aus den 8 bis 10 ersichtlichen Uplocks
müssen
die Nofallanschlüsse 22 und
die Normalanschlüsse 23 von
separaten Hydraulikquellen versorgt werden, was zwei völlig getrennte
Hydraulikleitungen bzw. Systeme erfordert. Wie dies aus 5 und 6 ersichtlich
ist, ist dabei auch vorgesehen, dass eine eigene Dauer-Return-Leitung 40 extra
verlegt werden müßte.
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Die 11 und 12 zeigen
Systeme, bei denen dieser Nachteil vermieden ist. 11 zeigt eine
Vorrichtung mit einer Tandemanordnung des Doppelkolbenaktuators,
die derart konzipiert ist, dass die beiden Kolben im Normalfall
von der Zentralhydraulik des Flugzeugs gemeinsam bedruckt werden. Wie
dies aus 11 hervorgeht, wird sowohl der Normalanschluß 23 als
auch – über das
Magnetventil 30 – der
Notfallanschluß 22 des
Hydraulikaktuators 20 über
das zentrale Hydraulik versorgungssystem im Normalbetrieb versorgt.
Tritt ein Notfall ein, wird das Magnetventil 30 nach links
bewegt, so dass die Ports P und C miteinander verbunden sind und
die Pumpe 10 wird in Betrieb genommen und fördert aus
der Leitungserweiterung 71 durch die Saugleitung 70 und die
Druckleitung 50 über
das Magnetventil 30 in den Kolbenraum des Doppelkolben-Hydraulikaktuators 20,
so dass dieser betätigt
wird. Bei der Pumpe 10 handelt es sich gemäß 11 um
eine unidirektional betriebene Pumpe.
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12 zeigt
ein System mit einer bidirektionalen Pumpe 10 ohne Magnetventil.
Auch hierbei wird sowohl über
den Normalanschluß 23 als
auch über
den Notfallanschluß 22 im
Normalbetrieb der Hydraulikaktuator 20 über die Zentralversorgung mit Hydraulikfluid
beaufschlagt. Dazu ist eine Verbindungsleitung zwischen der Druckleitung 50 und
der Zentralversorgungsleitung vorgesehen, in der ein Rückschlagventil 61 angeordnet
ist. Parallel dazu ist ein Überdruckventil 60 vorgesehen,
das bei Überdruck
die Druckleitung 50 mit der Rücklaufleitung 40 verbindet,
wie dies im Übrigen
auch für
die Anordnung gemäß 11 zutrifft.
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Im
Notfallbetrieb fördert
die bidirektional betriebene Pumpe 10 über den Notfallanschluß 22 in den
Hydraulikaktuator 20, wodurch dieser betätigt wird.
Nach der Entriegelung wird der Aktuator 20 aufgrund der
Federkraft wieder in seine ursprüngliche Position
zurückversetzt
und das Hydraulikmedium durch die dann rückwärts betriebene Pumpe 10 wieder
in die Rücklaufleitung
gefördert,
wobei auch hier der Motor M als Generator wirkt und eine Diode 11 verhindert,
dass der dabei erzeugte Strom in das Bordnetz eingespeist wird.
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Beim
Betrieb von Doppelkolbenaktuatoren, wie sie aus den 9 und 10 ersichtlich
sind, besteht bei dem Einsatz einer Mikro-Motor/Pumpeneinheit ein
Problem dahingehend, dass die wirksame Betätigungskraft in dem Notfallbetrieb
anfänglich
nur mit einer schmalen Ringfläche
erzeugt wird, was dazu führt,
dass die Pumpeneinheit 10 bei Förderbeginn einen vergleichsweise
hohen Druck erzeugen muß,
um die erforderliche Betätigungskraft
mit dem vorderen der dargestellten Kolben 28 alleine aufbringen
zu können.
Dies ist aber dem Kennlinienverhalten der Mikro-Motor/Pumpeneinheit
genau entgegengesetzt. Dementsprechend müßte die Motor/Pumpeneinheit
leistungsstark und großbauend
ausgeführt
werden, was im Hinblick auf das Gewicht nachteilig und unerwünscht ist.
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Um
eine kleinere Motor/Pumpeneinheit benutzen zu können, wird der hintere Kolben 29 als Schwimmkolben
ausgelegt. Der erforderliche Bauraum, insbesondere die Länge des
Aktuators kann hierdurch klein gehalten werden.
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Wie
dies aus 13 hervorgeht, bewegt sich der
hintere Schwimmkolben 29 im Normalbetrieb (Position 1)
ausgehend von der Ausgangsposition (Position 2) gemeinsam mit dem
vorderen Kolben 28. Im Notfallbetrieb bewegt sich jedoch
der Schwimmkolben 29 aber zunächst nach hinten bzw. verbleibt, in
der hinteren Position, d. h. gemäß 13 nach rechts
(Position 3 = emergency, step 1), und vergrößert somit die hydraulische
Wirkfläche
auf den vordere Kolben 28 auf dessen vollen Querschnitt.
Danach wird der vordere Kolben nach vorne, d. h. 13 nach
links mit dem Pumpendruck betätigt
(Position 4 = emergency, step 2).
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Durch
Einsatz eines derartigen Schwimmkolbens kann die erforderliche Leistung
der Motor/Pumpeneinheit und demzufolge auch die Abmessung und das
Gewicht auf ein Mindestmaß reduziert
werden und der Aktuator kann vergleichsweise kurz gestaltet werden.
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Die 14 bis 16 zeigen
weitere Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
wobei für
dieselben oder wirkungsgleiche Komponenten dieselben Bezugszeichen
wie in den vorausgegangenen Zeichnungen verwendet werden.
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Die
Figuren zeigen Anordnungen mit einem Magnetventil 30, das
bezogen auf die übliche
Förderrichtung
der Pumpe 10 stromaufwärts
der Pumpe 10 sowie des Reservoirs angeordnet ist. Abweichend von
der Ausführung
gemäß 12 wird
bei der in 14 dargestellten Ausführung auf
das Überdruckventil 60 verzichtet,
was bei einer geeigneten Auswahl der Komponenten möglich ist.
Das Überdruckventil 60 ist
somit nicht zwingend erforderlich, wie sich dies aus 14 ergibt.
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15 zeigt
eine Anordnung, bei der zur Beschleunigung der Rückstellung der Motor M der
Pumpe 10 bewusst in Gegenrichtung, d. h. entgegen der üblichen
Förderrichtung
der Pumpe 10 betrieben wird. Die durch die Federkraft des
Hydraulikaktuators 20 bedingte Rückstellung wird somit mittels
der Pumpe 10 beschleunigt.
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16 zeigt
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem abweichend von der Ausführungsform
gemäß 12 kein
Rückschlagventil
angeordnet ist. Ein Reset, d. h. die Rückstellung des Hydraulikaktuators
in die Normalposition erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel entgegen der
Ausführung
gemäß 15 ausschließlich mit
der Kraft der Feder des Hydraulikaktuators 20.