DE1576069C

DE1576069C - System for controlling hydraulic servomotors

Info

Publication number: DE1576069C
Application number: DE19651576069
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing 7758 Meers bürg Pfaff
Original assignee: Dormer GmbH
Current assignee: Dormer GmbH
Priority date: 1965-07-30
Filing date: 1965-07-30
Publication date: 1973-04-12

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. - ■___■ The main patent relates to a system for controlling mechanically coupled hydraulic servomotors, each of which is separately equipped with a control valve, the control valve pistons also being mechanically coupled and adjustable both by an electrohydraulic control element and by means of a mechanical linkage . - ■ ___ ■

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.Such a control system is used, for example, for the operation of aircraft control surfaces, primarily depending on the automatic control, an electrical signal from an autopilot system and / or a stabilization device enters. It is designed in such a way that, in an emergency, it is also dependent on the manual input of the pilot can be operated. The control valve can thus be electrical or mechanical or by a combination of the two are operated.

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.The main patent was based on the task of creating a control system that would also work if one electrical energy circuit can continue to be controlled electrically. To solve this problem is according to the main patent for each hydraulic control circuit of the electrohydraulic control element Associated auxiliary control valve, which determines the tendency of the mechanically coupled control valve piston to move with piston rods of the two control circuits with the tendency of movement of the hydraulic part of the associated control valve compares and actuates a shut-off valve in the event of a movement discrepancy, which interrupts the supply of pressure medium to the relevant electrohydraulic control element. ' To the To avoid blocking of the control valve piston, exist after a further training of the main patent the auxiliary control valves consist of a cylinder with a floating piston that extends on the and axially displaceable control valve piston rod passed through the auxiliary control valve cylinder is placed, is held in its central position by an adjustable spring force and in the stroke on both sides is limited by shoulder rings attached to the control valve piston rod. The one so trained The auxiliary control valve has to fulfill two different functions, namely a logical decision to meet and perform a switching function.

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.However, the floating piston tends to change the switching process if it jams affect negatively. Also requires the stringing together of all controls in one Level a complicated structure.

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. "The invention was therefore based on the object, the control system according to the main patent to improve further and to avoid the disadvantage of the floating piston or a simpler one Building to achieve. "

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.According to the invention, the aim is achieved in that the functions of the auxiliary control valve are divided are based on one that performs a switching function and one based on a comparison of the movement tendencies a logical one. Decision-making element, both of which are spatially separated and only hydraulic are coupled, with the hydraulic part of the electro-hydraulic in the event of inconsistency in movement Short-circuit the control circuit.

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.A floating piston is avoided in this way and it is possible to use the logical element to be arranged in any position to achieve a compact design. So it can do that Modular system are used.

An Hand der Zeichnung werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.

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F i g. 1 zeigt die Darstellung mit Hilfssteuerventil Kolbenstange 13 sitzende und mechanisch mit demF i g. 1 shows the illustration with the auxiliary control valve piston rod 13 seated and mechanically with the

und getrennt angeordnetem logischem Element, ge- Steuerventil gekuppelte Hilfssteuerventil 29, dasand separately arranged logic element, control valve coupled auxiliary control valve 29, the

steuert durch Steuernuten am Kolben; ebenfalls an die Druckleitung 20 bzw. 19 über das Ab-controls through control grooves on the piston; also to the pressure line 20 or 19 via the outlet

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-F i g. 2 shows the representation of the combination of shut-off valve 26 connected, now gives the pressure control valve with the auxiliary control valve to form a structural fluid via the control grooves S 1 further combined to the logic element. see element 37. Here, however, the same-

Der mechanische Steuerkreis besteht aus einer sinnige Bewegung des Kolbens 36 die Druckflüssig-The mechanical control circuit consists of a sensible movement of the piston 36, the hydraulic fluid

Kopplung von parallel arbeitenden Steuerventilen, keit abgesperrt. An die Leitung 20 ist auch das Ab-Coupling of control valves working in parallel, shut off. The line 20 is also

von denen nur das Steuerventil 7 dargestellt ist. Die sperrventil 26 angeschlossen, welches durch dieof which only the control valve 7 is shown. The shut-off valve 26 connected, which by the

Steuerventile sind über die Kolbenstange 13 und ein io Druckflüssigkeit über die Nebenleitung 28 in dieControl valves are via the piston rod 13 and a io hydraulic fluid via the secondary line 28 in the

Gestänge unter hydraulischer Betätigung der Servo- Kammer 27 und zusätzlich durch eine Feder ständigLinkage under hydraulic actuation of the servo chamber 27 and additionally by a spring constantly

motoren 2 und 3 gekoppelt, von da an über eine ge- offengehalten wird.Motors 2 and 3 coupled, from then on one is kept open.

meinsame Kolbenstange 5, die über das Gelenk 6 an Fällt nun das elektrohydraulische Steuerglied 9common piston rod 5, which is connected to the electrohydraulic control member 9 via the joint 6

die Steuerfläche 1 angreift und um die Achse 4 aus, so wird der Druck in der Kammer 43 bzw. 44the control surface 1 engages and about the axis 4, so the pressure in the chamber 43 or 44

schwenkt. 15 durch die Bewegung vom anderen Glied her über denpivots. 15 by moving from the other link over the

Die hydraulische Betätigung des Servomotors 2 Balken 50 der Kolbenstange 13 erhöht und somit auchThe hydraulic actuation of the servo motor 2 and bar 50 of the piston rod 13 increases and thus also

bzw. 3 erfolgt durch Zufuhr von Druckflüssigkeit in in der Kammer 40 bzw. 39. So bewegt sich nun deror 3 takes place by supplying pressure fluid in the chamber 40 or 39. So the moves now

der Leitung 19 zum Steuerventil 7. Je nach Stellung Kolben 36 entgegengesetzt wie die Kolbenstange 13the line 19 to the control valve 7. Depending on the position, the piston 36 is opposite to the piston rod 13

der Steuerkolben wird die Druckflüssigkeit über die und Hilfssteuerventil 29. Die Bewegungsrichtungthe control piston is the hydraulic fluid via the and auxiliary control valve 29. The direction of movement

Leitungen 21 bzw. 22 zu den Stellmotoren 2 bzw. 3 20 kann durch Änderung der Leitungsfolge nach BedarfLines 21 and 22 to the servomotors 2 and 3 20 can be changed by changing the line sequence as required

weitergeleitet. Die Rückführung der Druckflüssigkeit geändert werden. Die vom Hilfssteuerventil 29 kom-forwarded. The return of the hydraulic fluid can be changed. The auxiliary control valve 29 com-

besorgt die Leitung 25. mende Druckflüssigkeit gelangt nun in das logischeworried the line 25. Mende hydraulic fluid is now in the logical

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.The hydraulic control circuit is also element 37, and it is via the control grooves 5 2 the with the control circuit of the electrohydraulic control drain line 47 open. Due to the pressure drop in the link 9 connected. Here, each control 25 auxiliary control valve 29 can also be used in the shut-off valve 26 member of known design can be used. The pressure is reduced, the piston closes the supply mainly from a polarized electric motor from the pressure fluid in the line 20. Significant gate 30, which is a flutter flap 31 between two nozzles that the hydraulic control circuit moves through the pressure. As a result, the outlet openings are connected to the control piston line, closed between the nozzle tips 32 and the surfaces 30. At the same time, a signal switch 35 the flutter flaps 31 varies. The throttle 33 in actuated, which indicates the failure to the pilot. The KoI-den Liquid lines prevent backflow, rod 13 can over the bar 50 from the outside and the pressure difference between the nozzle lines are actuated without resistance and blocks the pleasant is not applied to the control piston and the feedback units.

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.lung spring 34 effective. Other 35 As shown in FIG. 2, it is also possible to use the electrohydraulic control elements, function of the auxiliary control valve 29 in the control valve, which for example relocates a hydraulic feedback valve 7 and has the logic element 37 through. In addition, an auxiliary control valve is also attached to the piston of the control valve 7, a logic element 37 and a shut-off valve can influence control grooves S 3. The advantage is that, in the event of failure 40, the advantage is that the entire auxiliary control valve 29 or the electrohydraulic control element 9 can drop the hydraulic and thus an easier and strange circuit can be switched off, since otherwise the entire compact design results . The representation of the not location would be blocked. The polarized electric motor 30 more was omitted in the interest of simplicity in proportion to the power for understanding units and lines. For the or less strongly actuated, and depending on the position 45 details that exercise the same function, the flutter flap 31 the pressure in the chambers are the designations analogous to FIG. 1, so that the Zu-43 and 44 changed and thus the piston rod 13 appears more clearly related. It can be moved which of the control pistons controls the servomotor in designs according to FIG. 2 influenced by series switches 2 and 3. If a pressure difference arises in the chambers device on the piston rod 13 several control valves 7 43 and 44, the column 50 moves in a row.

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.rod in the direction of the chamber, which through the switching device in the hydraulic has a lower pressure. Since via the line and control circuits of the electrohydraulic control elements gen 42 and 41 also the chamber 40 and 39 of a logi- it is possible that a control system any If the element is connected, the number of servomotors working in parallel moves the piston 36 in the same direction as the piston 55 can hold. As a particular advantage is the fact rod 13 or the piston of the auxiliary control valve 29 to see that in the event of failure of one or more With the help of a spring 38, the piston 36 is nor- control circuits the operability of the servomotors sometimes held in the central position. That remains unchanged on the.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. System for the control of mechanically coupled hydraulic servomotors, each equipped separately with a control valve, the control valve pistons also being mechanically coupled and each adjustable both by an electro-hydraulic control element and by means of a mechanical linkage, and with each hydraulic control circuit .......

the electrohydraulic control member is assigned an auxiliary control valve * which compares the movement tendency of the mechanically coupled control valve pistons with piston rods of the two control circuits with the movement tendency of the hydraulic part of the associated control valve and actuates a shut-off valve in the event of a movement discrepancy; which the pressure medium supply to the relevant _; interrupts electrohydraulic control element, according to patent 1426480, characterized in that the functions of the auxiliary control valve are divided between an element (29 or 37) that performs a switching function and one that makes a logical decision based on a comparison of the movement tendencies, both of which are spatially separated as and only are hydraulically coupled, where they short-circuit the hydraulic part of the electrohydraulic control circuit (9) in the event of a movement inconsistency.

2. System for the control according to claim 1, characterized in that both the Switching function performing (29) as well as the logical decision making (37) element are designed as hydraulic switching elements and that the performing the switching function Element (29) mechanical and the element (37) making the logical decision hydraulic are coupled to the control valve (7).

3. System for the control according to claim 1 and 2, characterized in that the the Switching function performing element (29) on the piston rod (13) of the control valve piston is put on.

4. System for the control according to claim 1 to 3, characterized in that for implementation the switching function special grooves (S 3) are provided on the piston or pistons of the control valve (7) are.

5. System for the control according to one of claims 1 to 4, characterized in that through grooves (5 2) on the piston (36) of the logical decision-making element (37) and grooves (S 1) on the piston of the performing the switching function Element (29) either a closed hydraulic circuit, e.g. B. short circuit by connection to the return line (47), established or prevented.

6. System for the control according to one of claims 1 to 5, characterized by a Centering (spring centering) of the piston of the element making the logical decision (37) in its central position.