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Die Erfindung betrifft einen elektrohydraulischen Aktuator für ein Fahrwerk eines Fluggeräts, insbesondere eines Flugzeuges, mit wenigstens einem mit einem Fahrwerksbein des Fahrwerks gekoppelten Verbraucher, mit keiner oder wenigstens einer Elektromotor-Pumpe, wenigstens einem Speicher, wenigstens einem Hydraulikblock mit integrierten Ventilen, mit oder ohne einem Motorcontroller und mit wenigstens einem Filter.
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Aus dem Stand der Technik sind elektrohydraulische Aktuatoren für Fahrwerke von Fluggeräten bekannt, die von zentralen Hydrauliksystemen mit Energie versorgt werden, wobei die Aktuatoren bzw. entsprechende Fahrwerksverbraucher über Ventile und/oder Servoventile angesteuert werden, welche zu dem Fahrwerksystem gehören.
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Dabei können kompakte Systeme bzw. Powerpacks mit Elektromotorpumpen, Speichern, Filtern und/oder Hydraulikblocks mit integrierten Ventilen als zusammenhängende Module lokal in der Bay bzw. im Fahrwerksschacht installiert werden.
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Nachteilig an derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist, dass Installations- und Wartungsvorgabe bzw. -aspekte der Aktuatoren nicht oder nicht hinreichend gut erfüllt werden und Einsparungspotenziale hinsichtlich der Kosten und des Gewichts der Aktuatoren ungenutzt bleiben.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten elektrohydraulischen Aktuator bereitzustellen, welcher leichter, leichter zu installieren und leichter zu warten ist, als dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Aktuatoren der Fall ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen elektrohydraulischen Aktuator für ein Fahrwerk eines Fluggeräts, insbesondere eines Flugzeuges, gemäß dem Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Der elektrohydraulische Aktuator umfasst wenigstens einen mit einem Fahrwerksbein des Fahrwerks gekoppelten Verbraucher, keine oder wenigstens eine Elektromotor-Pumpe, wenigstens einen Speicher, wenigstens einen Hydraulikblock mit wenigstens einem integrierten Ventil, einen oder keinen Motorcontroller und wenigstens einen Filter.
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Bei dem Verbraucher kann es sich beispielsweise um einen Hydraulikzylinder bzw. eine Zylinder-Kolben-Vorrichtung handeln. Die Elektromotor-Pumpe kann eine integrierte Motor-Pumpe sein, bei der elektrische Energie in hydraulische Energie umgewandelt werden kann.
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Der Hydraulikblock kann vorliegend jegliche hydraulische Einrichtung beschreiben, die zum Regeln/Steuern des Hydraulikstroms zwischen der Elektromotor-Pumpe und dem Verbraucher eingerichtet ist.
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Die Elektromotor-Pumpe kann eine Einrichtung sein, in der ein Elektromotor mit einer Hydraulikpumpe insbesondere in einem gemeinsamen Gehäuse kombiniert ist.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass neben dem Verbraucher wenigstens eine weitere der genannten Komponenten zum gemeinsamen Betätigen mit dem Fahrwerk gekoppelt ist. Das Betätigen des Fahrwerks kann das Ein- und Ausfahren und/oder das Drehen des Fahrwerks oder von Teilen davon umfassen. Die eine Komponente oder auch eine Mehrzahl der Komponenten des elektrohydraulischen Aktuators kann dabei an jeweils unterschiedlichen Bereichen bzw. Komponenten oder an demselben Bereich bzw. an derselben Komponente des Fahrwerksbeins angeordnet und insbesondere darin oder daran integriert sein.
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Hierdurch ist es möglich, den Hydraulikversorger bzw. die Elektromotor-Pumpe und/oder weitere Komponenten des Aktuators möglichst nahe an dem Verbraucher anzuordnen, um damit optimal kurze und damit möglichst leichte Hydraulikleitungen zu ermöglichen. Der Begriff des Aktuators ist vorliegend breit auszulegen, und kann die erfindungsgemäß vorgesehenen Komponenten sowie ggf. weitere Komponenten umfassen.
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Durch die erfindungsgemäß ermöglichte optimale Anordnung der Komponenten des elektrohydraulischen Aktuators am Gefüge des Fahrwerks kann die Verlegung bzw. Anordnung der Hydraulikleitungen vereinfacht und möglichst optimiert werden, wodurch die Integration der Hydraulikleitungen im Flugzeug vereinfacht ist.
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Insgesamt können die Komponente oder wenigstens eine Komponente des elektrohydraulischen Aktuators hinsichtlich ihrer Aufteilung, Anordnung und/oder Örtlichkeit so ausgewählt werden, dass eine gute Installierbarkeit und Wartbarkeit der Komponenten gegeben ist.
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Um schwere Hydraulikleitungen möglichst kurz zu halten und ferner die Problematik der Leitungsführung moderat zu halten ist es hier erfindungsgemäß möglich, zum einen den dezentralen Hydraulikversorger bzw. die Elektromotor-Pumpe so nah wie möglich an den oder die Verbraucher zu legen und zum anderen die Komplexität der Leitungsführung zum Beispiel über den Bewegungswinkel von ca. 100° beim Ein- bzw. Ausfahren möglichst gering zu halten.
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Gleichzeitig ist es möglich, durch die entsprechende Verteilung der Komponenten des elektrohydraulischen Aktuators die notwendige Zugänglichkeit für die Erst-Installation der Vorrichtung und auch für die Wartung bereits installierter Komponenten der Vorrichtung zu verbessern bzw. zu vereinfachen.
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In einer bevorzugten Ausführung ist es denkbar, dass alle der genannten Komponenten zum gemeinsamen Betätigen mit dem Fahrwerk, insbesondere mit dem Fahrwerksbein des Fahrwerks, gekoppelt sind und/oder dass die Elektromotor-Pumpe eine bidirektionale Hydraulikpumpe umfasst.
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Die Komponenten können dabei an unterschiedlichen und insbesondere räumlich getrennten Bereichen des Fahrwerks bzw. Fahrwerksbeins verteilt angeordnet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der wenigstens eine Verbraucher je wenigstens ein Steueraktuator, ein Einzugsaktuator, ein Notfallaktuator, ein Türaktuator, ein Gear-Uplock, ein Door-Uplock und/oder ein Verriegelungsaktuator ist.
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Der Einzugsaktuator kann dabei zum Einziehen des Fahrwerks in den Fahrwerksschacht ausgebildet sein. Der Notfallaktuator kann ein Aktuator sein, der dazu ausgebildet ist, in einem Notfall das Fahrwerk bzw. das Fahrwerksbein insbesondere frei fallend auszufahren.
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Der Türaktuator kann zum Öffnen und/oder Schließen der Fahrwerkstür ausgebildet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der hydraulische Aktuator genau zwei entlang des Fahrwerksbeins angeordnete Hydraulikleitungen umfasst. Diese genau zwei Hydraulikleitungen können beispielsweise einen am Fahrwerksbein unten bzw. am weitesten unten angeordneten Verbraucher mit einem darüber angeordneten Hydraulikversorger verbinden. Der untere Bereich des Fahrwerksbeins entspricht dabei demjenigen Bereich, in dem wenigstens ein Rad des Fahrwerks angeordnet ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Speicher und/oder der Hydraulikblock und der Filter mit oder ohne Motorcontroller und/oder die Elektromotor-Pumpe im Inneren eines Fahrwerksstoßdämpfers des Fahrwerks integriert sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass der Speicher und/oder Hydraulikblock und/oder der Filter und/oder der Motorcontroller und/oder die Elektromotor-Pumpe im Bereich der Bolzenachse des Fahrwerks integriert sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass die genannten Komponenten im oder außerhalb eines V-artigen Bereichs eines Fahrwerkgehäuses des Fahrwerks angeordnet sind. Die genannten Komponenten können auch im oder außerhalb des Bereichs des Lenkaktuators angeordnet sein.
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Ferner ist es auch denkbar, die genannten Komponenten im oder außerhalb des Bereichs wenigstens eines vom Lenkaktuator verschiedenen Verbraucher anzuordnen. Die genannten Möglichkeiten der Integration bzw. Anordnung der Komponenten erlauben es diese besonders platzsparend und geschützt innerhalb oder an der Struktur des Fahrwerks anzuordnen.
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Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass unterschiedliche Komponenten in unterschiedlichen Bereichen des Fahrwerks vorgesehen sind und so die erfindungsgemäß erreichbaren Vorteile erzielt werden können.
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Die Erfindung ist ferner auf ein Fahrwerk für ein Fluggerät, insbesondere für ein Flugzeug, gerichtet, wobei das Fahrwerk wenigstens einen elektrohydraulischen Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand der in den Figuren beispielhaft erläuterten Ausführungen gezeigt. Dabei zeigen:
- 1a, 1b: Erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Aktuators mit entsprechendem Schaltplan;
- 2a, 2b: Zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Aktuators mit entsprechendem Schaltplan; und
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Es ist bekannt, dass Komponenten des elektrohydraulischen Aktuators, welche von einer Bedienperson bzw. von Wartungsperson ohne Hilfsmittel erreicht werden können einfacher installiert und/oder gewartet werden können. Insbesondere können Komponenten, welche im Beriech des Fahrwerksbeins angeordnet sind, einfacher installiert und/oder gewartet werden.
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Bei einem erfindungsgemäß ausgeführten elektrohydraulischen Aktuators können die einzelnen Komponenten oder wenigstens eine von diesen Komponenten in unterschiedlichen Bereichen beispielsweise in einem unteren Bereich des Fahrwerksbeins vorgesehen sein und dadurch einfacher für Bedienpersonal bzw. für Wartungspersonal zugänglich sein.
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Der erfindungsgemäße elektrohydraulische Aktuator ermöglicht eine dezentrale Hydraulikversorgung direkt an einen Verbraucher des Fahrwerks. Dadurch können kurze Hydraulikleitungen im Bereich des Fahrwerks und dessen Aktuatoren bzw. Verbrauchern verwendet werden. Die kurzen Hydraulikleitungen ermöglichen eine verbesserte Leitungsverlegung, bei der Gewicht und Herstellungskosten eingespart werden können. Durch die einfache Zugänglichkeit der Komponenten können deren Installierbarkeit, Wartbarkeit bzw. entsprechende Wartungskosten minimiert werden.
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Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, dass einzelne Komponenten kompakt in einer Einheit gebündelt sind. Diese umfasst beispielsweise einen Filter 5 der unter Umständen verstopfen kann und gegebenenfalls gereinigt oder erneuert werden muss. Ein entsprechendes Power-Pack umfasst ferner ein Reservoir bzw. einen Speicher 2, der ebenfalls gegebenenfalls gewartet werden muss. Das Power-Pack kann ferner einen vorgespannten Druckspeicher umfassen, der ebenfalls für Wartungen zugänglich sein muss. Bei dem erfindungsgemäßen Speicher 2 handelt es sich um einen Hydraulikspeicher, z.B. mit Stickstoff-Füllung.
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Das Power-Pack kann ferner wenigstens ein Ventil umfassen, das ebenfalls für Wartungsarbeiten zugänglich sein muss. Bei dem Ventil kann es sich insbesondere um eine Sicherheitsventil 10 zur Sicherung der Pumpe handeln.
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Erfindungsgemäß kann es vorteilhafterweise vermieden werden, lange bzw. schwere Hydraulikleitungen aufwendig im Flugzeug bzw. im Bereich des Fahrwerks zu integrieren. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung eine gute und einfache Installierbarkeit und Wartbarkeit des Aktuators bzw. von dessen Komponenten. Die Verfügbarkeit des Aktuators kann dadurch erhöht werden, dass Komponenten wie ein Reservoir bzw. der Speicher 2, beispielsweise der Hydraulikblock 3 oder Einzelventileinheiten, die Filtereinheit bzw. der Filter 5, der Motorcontroller 4 und/oder die Motorpumpeneinheit bzw. die Elektromotor-Pumpe 1 redundant ausgeführt sind.
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Erfindungsgemäß kann ferner die vom System benötigte Ölmenge reduziert werden und der Speicher 2 oder die Speicher 2 können kleiner und leichter ausgeführt werden.
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1a und 1b zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem der E-Motor die insbesondere bidirektionale Hydraulikpumpe antreiben kann, wobei der E-Motor und die Pumpe die Elektromotor-Pumpeneinheit bilden können. Der Motorcontroller 4, der den E-Motor ansteuert, kann nicht auf dem Fahrwerk, sondern von diesem beabstandet angeordnet sein. Über Ventile können entsprechend die Funktionen wie Lenken des Fluggeräts über den Lenkaktuator (Steering actuator SA), Ein- und Ausfahren des Fahrwerks über den Einzugsaktuator (Retraction actuator RA) und/oder Betätigen des Verriegelungs-/Entriegelungsaktuators (Uplock actuator UA) angesteuert werden. Über einen Alternate EHA bzw. einen Ersatz-Elektrohydraulikaktuator wird das Fahrwerk im Notfall ausgefahren (Free fall).
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Bei dieser Ausführung sind Einzelkomponenten wie Motor-Pumpe bzw. Elektromotor-Pumpe 1, Reservoir, Ventil- Block bzw. Hydraulikblock 3 auf dem Fahrwerksbein, in unmittelbarer Nähe zu den Verbrauchern angeordnet, wobei der Lenkzylinder in direkter Nähe der Komponenten angeordnet sein kann.
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Damit wird eine unkomplizierte Verrohrung erreicht, bei welcher nur zwei Hydraulikleitungen über das drehbare Fahrwerksbein (Drehwinkel ca. 100°) verlaufen.
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2a und 2b zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem der E-Motor die insbesondere bidirektionale Hydraulikpumpe antreiben kann, wobei der E-Motor und die Pumpe die Elektromotor-Pumpeneinheit bilden können. Der Motorcontroller 4, der den E-Motor ansteuert, kann nicht auf dem Fahrwerk, sondern von diesem beabstandet angeordnet sein. Über Ventile können entsprechend Funktionen wie Lenken des Fluggeräts über den Lenkaktuator (SA), Ein- und Ausfahren des Fahrwerks über den Einzugsaktuator (RA), Betätigen des Verriegelungs-/Entriegelungsaktuators (UA), Betätigen einer Tür über einen Türaktuator (Door actuator DA), Betätigen eines Gear-Uplocks und/oder eines Door-Uplocks, angesteuert werden. Über eine Alternate Funktion des Gear Uplocks wird das Fahrwerk im Notfall ausgefahren (Free fall).
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Bei dieser Ausführung sind Einzelkomponenten wie Motor-Pumpe bzw. Elektromotor-Pumpe 1, Reservoir, Ventil- Block bzw. Hydraulikblock 3 auf dem Fahrwerksbein, in unmittelbarer Nähe zu den Verbrauchern angeordnet, wobei der Lenkzylinder in direkter Nähe der Komponenten angeordnet sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Elektromotor-Pumpe
- 2
- Speicher
- 3
- Hydraulikblock
- 5
- Filtereinheit bzw. Filter
- 100
- Power Pack
- 101
- Hydraulische Pumpe (-14.000 rpm)
- 102
- Kompensator (~10bar)
- 103
- Wechselventil
- 104
- Pumpendruckbegrenzungsventil
- 105
- Selektorventil
- 106
- Freier Fall Deaktivierungsventil
- 107
- Steuerung (Rack + Pinion)
- 108
- Einzugsaktuator
- 109
- Entriegelungsaktuator
- 110
- Tür - Fahrwerk Sekeltorventil
- 111
- Tür Uplock Aktuator
- 112
- Tür Aktuator - Selbstverriegelend in eingezogener Position
- A
- „drücken um Fahrwerk zu entriegeln, zum Einziehen“
- A EHA
- Ersatz Elektrohydraulikaktuator
- B
- „ziehen um Fahrwerk einzuziehen“
- C
- „drücken um Fahrwerk zu entriegeln - eingezogen“
- D
- „drücken um Tür zu entriegeln“
- E
- „ziehen um Tür zu öffnen“
- F
- „ziehen um Fahrwerk zu entriegeln, zum Einziehen“
- DA
- Türaktuator
- D-UPLOCK
- Tür-Uplock
- G-UPLOCK
- Fahrwerk-Uplock
- RA
- Einzugsaktuator
- SA
- Lenkaktuator
- UA
- Verriegelungs-/Entriegelungsaktuator
