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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperaturregelung von Hydraulikfluid
in mindestens einem Hydraulikkreislauf eines Flugzeugs.
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Bei
einem Flugzeug werden verschiedene Komponenten, wie beispielsweise
Ruder und Klappen hydraulisch gesteuert. In einem Flugzeug können aus
Gründen
der Redundanz mehrere Hydraulickreisläufe vorgesehen werden, die
unterschiedliche Verbraucher mit Energie versorgen. Der Hydraulikdruck
wird von Pumpen erzeugt. Im allgemeinen sind die hydraulischen Verbraucher
mit den Pumpen durch ein teilweise weit verzweigtes Rohrleitungsnetz
verbunden.
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Das
in den Hydraulikleitungen der verschiedenen Hydraulickreisläufe befindliche
Hydraulikfluid besteht beispielsweise aus Hydrauliköl. Es können aber
auch umweltverträgliche
Flüssigkeiten,
wie beispielsweise Wasser eingesetzt werden. Das Hydraulikfluid
weist eine Viskosität
auf, die von der Betriebstemperatur T des Hydraulikfluids abhängt. Die
Viskosität
ist ein Maß für die Zähflüssigkeit
eines Hydraulikfluids. Je größer die
Viskosität
des Hydraulikfluids ist, desto dickflüssiger ist es. Umgekehrt, je
niedriger die Viskosität
des Hydraulikfluids ist, desto dünnflüssiger ist
es. Mit zunehmender Temperatur nimmt somit die Viskosität bzw. die
Zähflüssigkeit
des Hydraulikfluids ab. Darüber
hinaus wird mit zunehmender Temperatur im Hydraulikfluid Säure gebildet,
welche dann auch bei niedrigen Temperaturen vorhanden ist. Dadurch
wird das Fluid chemisch aggressiver und greift mechani sche Komponenten,
wie beispielsweise Pumpen oder Hydraulikleitungen, an.
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Die übliche Lebensdauer
des in einem Hydraulikkreislauf befindlichen Hydraulikfluids nimmt
ab einer Temperatur von über
100°C stark
ab, wie 1 verdeutlicht. Die mögliche Betriebsdauer
bzw. Lebenszeit des Hydraulikfluids nimmt bei höheren Temperaturen exponentiell
ab. Ferner erreicht die chemische Aggressivität bzw. Aktivität bei langen
Verweilen bei hohen Temperaturen ein derart hohes Niveau, dass das
gesamte Hydraulikfluid innerhalb eines Hydraulikkreislaufs ausgetauscht
werden muss. Selbst eine kleine Menge von kontaminiertem bzw. hochaggressivem
Hydraulikfluid führt
zu einer Gesamtalterung des gesamten im Hydraulikkreislauf vorhandenen
Hydraulikfluids in einer relativ kurzen Zeitdauer. Neben einer hohen
Betriebstemperatur führt
ein hoher Wasseranteil innerhalb des Hydraulikfluids ebenfalls zu
einer schnelleren Alterung des in dem Hydraulikkreislauf befindlichen
Hydraulikfluids. Bezüglich
der Systemzuverlässigkeit
ist die Temperatur des Hydraulikfluids einer der kritischsten Parameter
im Hinblick auf die maximale Lebensdauer der Pumpen innerhalb des
Hydraulikkreislaufs.
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Daher
werden bei einem herkömmlichen
Hydrauliksystem für
Flugzeuge nach dem Stand der Technik Wärmetauscher eingesetzt, um
die Temperatur des Hydraulikfluids unterhalb eines Temperaturgrenzwertes
von beispielweise 95°C
zu halten.
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Im
Normalbetrieb, insbesondere im Flugbetrieb, werden derart hohe Fluidtemperaturen
selten erreicht, da die Außentemperatur
insbesondere in höheren
Luftschichten relativ gering ist.
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Je
geringer die Temperatur des Hydraulikfluids ist, desto höher ist
die Viskosität
bzw. die Zähflüssigkeit
des Hydraulikfluids. 2 verdeutlicht den Zusammenhang
zwischen einer Viskosität 9 des
Hydraulikfluids und der Temperatur T des Hydraulikfluids. Wie man
aus dem Diagramm gemäß 2 erkenne
kann, nimmt die Viskosität 9 des
Hydraulikfluids mit zunehmender Temperatur T des Hydraulikfluids
ab. Bei einer Temperatur T von etwa –15°C ist die Viskosität 9 des
Hydraulikfluids relativ hoch.
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Der
Druckabfall ΔP
in einer Hydraulikleitung ist abhängig von dem Volumenstrom durch
die Leitung, dem Innendurchmesser, der Länge und der Viskosität 9 des
Fluids. Dabei sind der Volumenstrom, die Viskosität und die
Länge direkt
proportional zum Druckabfall. D. h. je größer einer dieser Parameter ist,
umso größer ist
der Druckabfall. Für
den Innendurchmesser gilt ein indirekt proportionales Verhalten,
d. h. je geringer der Innendurchmesser, umso größer ist der Druckabfall.
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Bei
herkömmlichen
Hydrauliksystemen von Flugzeugen wird daher der Durchmesser von
Hydraulikleitungen ausreichend groß gewählt, um auch bei einem relativ
hohen Druckabfall aufgrund einer hohen Viskosität bei einem kalten Hydraulikfluid
noch genügend
Druck zur Energieversorgung der hydraulischen Komponenten, wie beispielsweise
der Höhen-
oder Seitenruder bereitstellen zu können. Je größer allerdings der Durchmesser
d der hydraulischen Druckleitungen ist, desto mehr Hydraulikfluid befindet
sich in den Hydraulikdruckleitungen und desto größer ist auch das Gewicht der
Rohre und des in dem Hydraulikkreislauf befindlichen Hydraulikfluids.
Somit erhöht
sich auch das Gesamtgewicht des Flugzeugs.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
und ein Verfahren zu schaffen, bei dem auch über Hydraulikleitungen mit geringem
Durchmesser hydraulisch anzusteuernde Komponenten des Flugzeugs
sicher betätigbar
sind.
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Die
Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung
einer Temperatur von Hydraulikfluid in mindestens einem Hydraulikkreislauf eines
Flugzeugs, wobei die Tempera tur des Hydraulikfluids derart regelbar
ist, dass sie über
einem einstellbaren Mindesttemperatur-Grenzwert liegt.
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Zur
Erwärmung
des Hydraulikfluids werden bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zusätzliche
hydraulische Verbrauchseinheiten eingesetzt, die sich in der Peripherie
des Flugzeugs befinden.
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Diese
Ausführungsform
bietet den Vorteil, dass nur systemimmanente Energie zur Erwärmung des
Hydraulikfluids bereitgestellt werden muss, da sich das Hydraulikfluid
durch innere Reibung erwärmt.
Der Einsatz von hydraulischen Verbrauchseinheiten zum Erwärmen des
Hydraulikfluids ist außerdem
besonders betriebssicher.
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Die
Erwärmung
des Hydraulikfluids über
einen einstellbaren Mindesttemperatur-Grenzwert führt dazu,
dass der Druckverlust auf den Hydraulikleitungen des Hydraulikkreislaufs
sinkt bzw. bei gleichbleibendem Druckverlust auch Hydraulikleitungen
mit einem geringeren Durchmesser einsetzbar sind. Aufgrund des geringeren
Durchmessers ist das Volumen des in dem Hydraulickreislauf befindlichen
Hydraulikfluids geringer und somit dessen Gesamtgewicht. Dies führt wiederum
zu einem geringeren Treibstoffverbrauch des leichteren Flugzeugs.
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Im
Weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Regelung einer Temperatur des Hydraulikfluids in mindestens
einem Hydraulikkreislauf eines Flugzeugs unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Figuren zur Erläuterung
erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.
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Es
zeigen:
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1:
ein Diagramm zur Darstellung der Abhängigkeit der Betriebszeit eines
Hydraulikfluids von der Temperatur des Hydraulikfluids;
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2:
ein Diagramm zur Darstellung der Viskosität eines Hydraulikfluids in
Abhängigkeit
von der Temperatur des Hydraulikfluids nach dem Stand der Technik;
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3:
ein mögliches
Ausführungsbeispiel für einen
Hydraulikkreislauf innerhalb eines Flugzeugs, bei dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Regelung einer Temperatur von Hydraulikfluid eingesetzt wird;
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4:
ein Ausführungsbeispiel
für die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Regelung einer Temperatur eines Hydraulikfluids in einem Hydraulikkreislauf
eines Flugzeugs;
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5:
ein Diagramm einer Schaltkennlinie für ein steuerbares Ventil, wie
es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
gemäß 4 eingesetzt
wird;
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6:
ein Diagramm zur Verdeutlichung der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur
Regelung einer Temperatur von Hydraulikfluid in einem Hydraulickreislauf
eines Flugzeugs.
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Wie
man aus 3 erkennen kann, befindet sich
innerhalb eines Flugzeugs 1 dessen Außenwandungen gestrichelt dargestellt
sind, mindestens ein Hydraulikkreislauf 2. Der Hydraulikkreislauf 2 ist
zur hydraulischen Ansteuerung hydraulischer Komponenten innerhalb
des Flugzeugs 1 vorgesehen. Beispielsweise dient der Hydraulikkreislauf 2 zur
Steuerung von Klappen zum Ein- und Ausfahren des Fahrwerks. Weitere
steuerbare Komponenten des Flugzeugs 1 bilden beispielsweise
Querruder am hinteren Ende der Tragfläche, Höhenruder am hinteren Ende des
Flugzeugs 1, Seitenruder, Störklappen. Die Störklappen
dienen zur Begrenzung der Geschwindigkeit im Sinkflug und der Verminderung
des Auftriebs. Die Querruder am äußeren Ende
der Tragflächen
steuern die Querlage, also die Drehung des Flugzeugs um die Längsachse
(sogenanntes Rollen). Die Höhenruder
regulieren die Längsneigung des
Flugzeugs um die Querachse, was auch als Nicken oder Kippen bezeichnet
wird, indem der Längslagewinkel
verändert
wird. Die Seitenruder dienen der Seitensteuerung um die Hochachse,
was man auch als Gieren bezeichnet. Aufgrund der mechanisch bzw.
hydraulisch gesteuerten Komponenten kann sich das Flugzeug simultan
um eine oder mehrere Achsen drehen. All diese hydraulischen Komponenten
bilden hydraulische Verbrauchseinheiten.
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Die
zur Bewegungssteuerung des Flugzeugs 1 verwendeten hydraulischen
Verbrauchseinheiten sind in 3 als Drosseln 3 dargestellt.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
befinden sich hydraulische Verbrauchseinheiten 3 in der
rechten Tragfläche
R und in der linken Tragfläche
L des Flugzeugs 1. In dem dargestellten Beispiel gemäß 3 sind
vier hydraulische Verbrauchseinheiten 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 in
der rechten Tragfläche
R des Flugzeugs 1 vorgesehen. Beispielsweise sind in der linken
Tragfläche
L des Flugzeugs 1 ebenfalls vier hydraulischen Verbrauchseinheiten
zur Bewegungssteuerung 3-5, 3-6, 3-7, 3-8 vorgesehen.
Bei den in den Tragflächen
vorgesehenen hydraulischen Verbrauchseinheiten 3-1 bis 3-8 kann
es sich beispielsweise um Störklappen
handeln. Weiterhin sind bei dem in 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel
weitere mechanische Verbrauchseinheiten 3-9, 3-10 im Heck
des Flugzeugs 1 vorgesehen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Hydrauliksystem
sind bei einer Ausführungsform
neben normalen hydraulischen Verbrauchseinheiten 3-i zur
Bewegungssteuerung des Flugzeugs 1 zusätzliche hydraulische Verbrauchseinheiten 4 vorgesehen,
die zum Erwärmen
des in dem Hydraulikkreislauf 2 befindlichen Hydraulikfluids
dienen. Diese zusätzlichen hydraulischen
Verbrauchseinheiten 4 befinden sich beispielsweise in der
Peripherie des Flugzeugs 1. Bei dem in 3 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist eine zusätzliche
hydraulische Verbrauchseinheit 4-1 in der rechten Tragfläche R, eine
zusätzliche
hydraulische Verbrauchseinheit 4-2 in der linken Tragfläche L und
eine dritte hydraulische Verbrauchseinheit 4-3 im Heck
des Flugzeugs 1 vorgesehen. Alternativ kann auch eine zentral
installierte zusätzliche
hydraulische Verbrauchseinheit 4 zur Erwärmung des Hydraulikfluids
vorgesehen sind. Neben den hydraulischen Verbrauchseinheiten 3, 4 weist
der Hydraulikkreislauf 2 ein Hydraulikreservoir bzw. einen
Vorratsbehälter 5 für das Hydraulikfluid
auf. Das in dem Vorratsbehälter 5 befindliche
Hydraulikfluid weist einen Druck von beispielsweise fünf Bar auf.
Eine Pumpe 6, welche beispielsweise von einem Motor oder
von einem Triebwerk angetrieben wird, saugt das in dem Reservoir 5 befindliche
Hydraulikfluid an und fördert es
mit einem sehr hohen Druck über
eine Hinlaufleitung zu einem Filter 7. Von dem Filter 7 gelangt
das Hydraulikfluid mit hohem Druck über eine Leitung 8 zu
einem Verzweiger bzw. Manifold 9. An dem Verzweiger 9 weist
das Hydraulikfluid einen sehr hohem Druck P von über 200 Bar auf. Von dem Verzweiger 9 gelangt
das Hydraulikfluid über
Leitungen 10, 11 zu den in den Tragflächen befindlichen
hydraulischen Verbrauchseinheiten 3, 4. Darüberhinaus
wird über eine
Leitung 12 das unter hohem Druck stehenden Hydraulikfluid
in das Heck des Flugzeugs 1 geleitet.
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Das
Hydraulikfluid strömt über die
Rücklaufleitungen 13, 14 zurück in das
Reservoir 5. In den Leitungen ist wiederum ein Druckabfall
zu verzeichnen. Da das Reservoir 5 einen Konstantdruck
aufweist, muß der
Druck an der Auslassseite der hydraulischen Verbrauchseinheiten 3, 4 höher sein
als der Reservoirdruck. Den hydraulischen Verbrauchseinheiten 3, 4 steht
demzufolge der Differenzdruck zwischen Hinlaufleitung und Rücklaufleitung
an den Verbrauchseinheiten zur Verfügung.
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Das
unter einem relativ niedrigen Druck von etwa fünf Bar stehende Hydraulikfluid
wird dabei an einem Sammelpunkt 16 zusammengeführt und über eine
Hydraulikleitung 17 und ein Filter 18 in das Reservoir 5 zurückgeführt. In
der Pumpe 6 fällt
ein Leck- bzw. Leckage-Strom ab, der durch einen Filter 19 in einen
Wärmetauscher 20 geführt wird.
Während
das von der Pumpe 6 in die Leitung 7 abgegebene
Hydraulikfluid eine Temperatur von beispielsweise 60°C aufweist,
ist die Temperatur des Pumpenleckagestroms höher und liegt beispielsweise
bei 70°C.
Von dem Wärmetauscher 20 wird
der Pumpenleckagestroms über
den Filter 18 zurück
in das Reservoir 5 geführt.
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Wie
man aus dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
erkennen kann, werden zusätzliche
hydraulische Verbrauchseinheiten 4-1, 4-2, 4-3 eingesetzt,
um bei Bedarf das in den Hydraulikkreislauf 2 befindliche
Hydraulikfluid zu erwärmen,
sodass die Temperatur T des Hydraulikfluids stets über einem
Mindesttemperaturgrenzwert liegt. Diese hydraulischen Verbrauchseinheiten 4 befinden
sich in der Peripherie des Flugzeugs 1, d. h. vorzugsweise
in den Tragflächen
und im Heck des Flugzeugs 1. Die Erwärmung erfolgt bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
durch innere Reibung des Fluids in den zusätzlichen hydraulischen Verbrauchseinheiten 4.
Wie man aus 3 erkennen kann, befinden sich
die hydraulischen Verbrauchseinheiten 4 beispielsweise
an den Stellen des Flugzeugs 1, die durch die Umgebungstemperatur
stark abgekühlt werden.
Die Umgebungstemperatur Taußen beträgt normalerweise
etwa –40°C bis 55°C, wenn sich
das Flugzeug 1 am Boden befindet und kann auf bis unter –80°C während eines
Fluges absinken.
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4 zeigt
die Ansteuerung einer hydraulischen Verbrauchseinheit 4 bei
einem Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist eine lokale Temperatursteuerung 21 vorgesehen, die über eine
Steuerleitung 22 ein steuerbares Ventil 23 ansteuert.
Das steuerbare Ventil 23 befindet sich bei der hydraulischen
Verbrauchseinheit 4 zum Erwärmen des Hydraulikfluids auf
der Hochdruckseite des Hydraulikkreislaufs 2. Bei der in 4 dargestellten
Ausführungsform
ist die lokale Temperatursteuerung 21 über eine Leitung 24 an
einen Temperatursensor 25 angeschlossen, der die lokale
Temperatur T des Hydraulikfluids erfasst.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
wird das steuerbare Ventil 23 der hydraulischen Verbrauchseinheit 4 durch
die lokale Temperatursteuerung 21 des Hydraulikfluids in
dem Hydraulikkreislauf geöffnet,
wenn die Temperatur T des Hydraulikfluids, welche durch den Temperatursensor 25 erfasst
wird, unter einem Mindesttemperatur-Grenzwert liegt. Der Mindesttemperatur-Grenzwert
ist dabei einstellbar. Bei einer möglichen Ausführungsform
ist der Mindesttemperatur-Grenzwert Tmin auf
einen Wert von etwa 20°C
eingestellt. Dieser Mindesttemperatur-Grenzwert Tmin von
20°C eignet
sich vor allem für das
Hydraulikfluid Phosphatester. Für
andere Hydraulikfluide kann der Mindesttemperatur-Grenzwert Tmin auf andere Werte eingestellt werden.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
wird das steuerbare Ventil 23 durch die lokale Temperatursteuerung 21 geschlossen,
wenn die Temperatur T des Hydraulikfluids über einem einstellbaren Soll-Temperaturwert
Tsoll von beispielsweise 35°C liegt.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
wird das steuerbare Ventil 23 durch die Temperatursteuerung 21 gemäß dem Diagramm 5 angesteuert,
d. h. die Ansteuerungskennlinie weist eine Hysterese auf. Mit der
Hysterese wird ein häufiges
Hin- und Herschalten
des steuerbaren Ventils 23 verhindert.
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Das
in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel stellt eine
dezentrale Temperatursteuerung 21 dar. Bei einer alternativen
Ausführungsform
erfolgt die Ansteuerung der verschiedenen steuerbaren Ventile 23 für die zusätzlichen
hydraulischen Verbrauchseinheiten 4 durch eine zentrale
Steuerung, die sich beispielsweise in einem Cockpit des Flugzeugs 1 befindet.
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6 ist
ein Diagramm zur Darstellung einer möglichen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Temperaturregelung.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
beträgt
der Druck P ab der Hydraulikpumpe 6 auf der Hochdruckseite
des Hydraulickreislaufs 2 etwa 210 Bar. Der in 3 dargestellte
Hydraulikkreislauf 2 ist ein Konstantdruckkreislauf. Der
optimale Arbeitspunkt AP für
die Temperatur des Hydraulikfluids liegt bei etwa 35°C. Sobald
die Temperatur T des Hydraulikfluids unter 20°C absinkt, sind in einem Bereich
I die steuerbaren Ventile 23 der hydraulischen Verbrauchseinheiten 4 völlig geöffnet, sodass
sich das Hydraulikfluid in dem Hydraulikkreislauf 2 aufgrund der
inneren Reibung erwärmt.
In einem Übergangsbereich
zwischen 20°C
und 35°C
sind die steuerbaren Ventile 23 teilweise geöffnet, wie
durch den Bereich II angedeutet. Bei Temperaturen T über 35°C sind die
steuerbaren Ventile 23 in den hydraulischen Verbrauchseinheiten 4 vollständig geschlossen.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
werden die steuerbaren Ventile 23 der zusätzlichen
Verbrauchseinheiten 4, die ausschließlich zum Erwärmen des
Hydraulikfluids vorgesehen sind, während eines Flugmanövers des
Flugzeugs 1 geschlossen. Beispielsweise werden die steuerbaren
Ventile 23 in einer Start- und Landephase des Flugzeugs 1 geschlossen.
Bei einer möglichen
Ausführungsform sind
die dezentralen Temperatursteuerungen 21 über Steuerleitungen
mit einer zentralen Steuerung innerhalb des Cockpits verbunden.
Während
der Start- und Landephase werden dann durch die zentrale Steuerung
die steuerbaren Ventile 23 vollständig geschlossen. Hierdurch
wird gewährleistet,
dass während
eines Flugmanövers
stets ein ausreichender Betriebsdruck für die hydraulischen Verbrauchereinheiten 3 zur
Flugbewegungssteuerung vorhanden ist. Eine zu starke Erwärmung des
Hydraulikfluids und des damit zunehmenden Volumenstroms könnte ansonsten
bewirken, dass der Druck innerhalb des Hydrauliksystems für die übrigen hydraulischen
Verbrauchseinheiten 3 nicht ausreichend ist.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
erkennt die Steuerung einen Druckabfall in dem Hydraulikkreislauf 2.
Bei einem Druck abfall schließt
die Steuerung dann die steuerbaren Ventile 23 der hydraulischen
Verbrauchseinheiten 4 zur Stabilisierung des Drucks in
der Hinlaufleitung. Bei dieser Ausführungsform ist die Steuerung 21,
wie sie in 4 dargestellt ist, zusätzlich mit
einem Drucksensor zur Messung des Drucks innerhalb der Hydraulikleitung verbunden.
Erhält
die Steuerung Signale bezüglich des
Drucks P und der Temperatur T des Hydraulikfluids erfolgt eine Regelung
derart, dass der Arbeitspunkt AP, wie er im Diagramm gemäß 5 dargestellt,
erreicht wird.
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Der
in 3 dargestellte Wärmetauscher 20 sorgt
dafür,
dass die Betriebstemperatur T des Hydraulikfluids einen oberen Temperaturgrenzwert
nicht überschreitet.
Der einstellbare Maximaltemperatur-Grenzwert Tmax wird
beispielsweise auf etwa 70°C eingestellt.
Der Wärmetauscher 20 kühlt das
Hydraulikfluid derart ab, dass die Temperatur T des Hydraulikfluids
nicht über
diesen einstellbaren Maximaltemperatur-Grenzwert Tmax von
etwa 70°C
liegt.
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Bei
einer möglichen
Ausführungsform
wird der Maximaltemperatur-Grenzwert Tmax der
Soll-Temperaturwert Tsoll und der Minimaltemperatur-Grenzwert
Tmin über
eine zentrale Steuerung konfiguriert. Bei einer möglichen
Ausführungsform
erfolgt die Konfiguration dieser Temperaturwerte in Abhängigkeit
von einer gemessenen Außentemperatur
Taußen.
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Bei
dem Hydraulikkreislauf
2 können Hydraulikleitungen mit
einem relativ geringen Durchmesser verwendet werden. Die folgende
Gleichung zeigt den Zusammenhang zwischen Druckabfall Δp und der
temperaturabhängigen
Viskosität ν des Hydraulikfluids.
wobei die
- l
- Länge der Druckleitung,
- d
- der Durchmesser der
Druckleitung,
- η
- die temperaturabhängige Viskosität des Hydraulikfluids,
- ρ
- die Dichte des Hydraulikfluids
und
- V .
- den Volumenstrom des
Hydraulikfluids darstellt.
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Da
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die
Viskosität η des Hydraulikfluids
aufgrund der Temperaturregelung stets relativ niedrig ist, kann
der Durchmesser d der Hydraulikleitungen relativ klein gewählt werden,
ohne dass es zu einem zu starken Druckabfall ΔP durch die Hydraulikdruckleitung kommt.
In diesen dünnen
Hydraulikdruckleitungen befindet sich entsprechend weniger Hydraulikfluid, sodass
das Gewicht des in dem Hydraulikkreislauf 2 befindlichen
Hydraulikfluids aufgrund der erfindungsgemäßen Temperaturregelung relativ
gering ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Zeit für die Aufwärmehase
aufgrund der erfindungsgemäßen Temperaturregelung
ebenfalls relativ gering ist.
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Der
relativ geringe obere Maximaltemperatur-Grenzwert Tmax von
etwa 70°C
führt darüber hinaus
dazu, dass das in dem Hydraulikkreislauf befindliche Hydraulikfluid
eine relativ große
Betriebsdauer aufweist, sodass ein Austausch des Hydraulikfluids nur
in relativ großen
Zeitabständen
erfolgen muss.
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Die
Erwärmung
des Hydraulikfluids erfolgt bei einer alternativen Ausführungsform
durch Heizelemente. Dabei erwärmt
die Heizung das Hydraulikfluid dann, wenn die Temperatur T des Hydraulikfluids
unter dem Mindesttemperatur-Grenzwert Tmin von beispielsweise
20°C liegt.
