DE2315906A1 - Anordnung zur ueberwachung und steuerung eines redundanten elektrohydraulischen stellantriebs - Google Patents
Anordnung zur ueberwachung und steuerung eines redundanten elektrohydraulischen stellantriebsInfo
- Publication number
- DE2315906A1 DE2315906A1 DE2315906A DE2315906A DE2315906A1 DE 2315906 A1 DE2315906 A1 DE 2315906A1 DE 2315906 A DE2315906 A DE 2315906A DE 2315906 A DE2315906 A DE 2315906A DE 2315906 A1 DE2315906 A1 DE 2315906A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- drives
- monitored
- single drive
- control
- drive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B18/00—Parallel arrangements of independent servomotor systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
72-B III-58 Bremen, den 15. März 1973
Sm/ka
Vereinigte Flugtechnische Werke~Fokker Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Anordnung zur Überwachung und Steuerung eines redundanten elektrohydraulischen Stellantriebs
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überwachung und
Steuerung eines aus mehreren Einfachantrieben bestehenden redundanten
hydraulischen Stellantriebes mit mindestens zwei durch Servoventil
gesteuerten und durch je ein Analogon überwachten Arbeitszylinder^
deren Kolben auf eine gemeinsame Last wirken.
Zur Steuerung von beweglichen Objekten, insbesondere von modernen Hochleistungsflugzeugen, werden Stellantriebe mit großer Stellgenauigkeit
benötigt. Hierfür sind Ausführungsformen einfacher und mehrfach redundanter hydraulischer Stellantriebe bekannt, bei
denen durch Servoventile gesteuerte Arbeitszylinder auf die jeweilige Last wirken. Da Einfachantriebe wegen der im Flugzeugbau
geforderten Ausfallsicherheit praktisch nicht verwendbar sind, ist
es notwendig, aus mindestens zwei Einfachantrieben einen Mehrfachantrieb
aufzubauen. Mehrfachantriebe erfordern aber eine Überwachung
der Stellgenauigkeit jedes Einfachantriebes, was mit Hilfe eines für
jeden Einfachantrieb vorgesehenen Vergleichsmodells eines sogenannten
Analogons und eines lastunabhängigen elektrischen oder hydraulischen Komparators erfolgen kann. Mit den Ausgangssignalen der Komparatorcn
—2—
• 409841/0U1
ist es dann möglich, den zugeordneten fehlerhaften Arbeitszylinder
abzuschalten, so daß für den weiteren Betrieb nur noch die fehlerfreien Arbeitszylinder eingeschaltet bleiben.
Bei einem Duplex-Antrieb, das heißt einem aus zwei Einfachantrieben
aufgebauten Stellantrieb, würde nach dem Abschalten eines ersten -fehlerhaften Arbeitszylinders ein"weiterer Fehler nicht mehr abgeschaltet
werden können, sondern zum Ausfall des Stellantriebes führen. Bei den bekannten Stellanordnungen ist daher zur Vermeidung
eines derartigen Ausfalls ein mechanisches Notsteuersystein
vorgesehen, was neben der Erfüllung der im Flugzeugbau zusätzlich geforderten Gewichtsarmut zusätzliche Probleme aufwirft. Ein
mechanisches Notsteuersystem bereitet nämlich Schwierigkeiten hinsichtlich
der Einstellbarkeit s°w>ie hinsichtlich der Austauschbarkeit von Komponenten. Außerdem ist die Überwachung und Prüfung derartiger
Notsteuersysteme schwierig, so daß nur in seltenen Fällen ein mechanisches Notsteuersystem als brauchbar angesehen wird.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen aus mindestens
zwei Einfachantrieben aufgebauten und durch Analoga überwachten redundanten
elektrohydraulischen Stellantrieb vorzusehen, der nach dem Ausfall der überwachten-Einfachantriebe ohne Verwendung eines
mechanischen Notsteuersystems weiterhin funktionsfähig bleibt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß den
überwachten Arbeitszylindern ein weiter in Wartestellung stehender Arbeitszylinder zugeordnet ist, der durch eine in Abhängigkeit
der Analoga beeinflußte Steuerschaltung nach Ausfall aller überwachten Arbeitszylinder einschaltbar ist.
Der erfindungsgemäße Stellantrieb zeichnet sich gegenüber einem
Stellantrieb mit mechanischem Notsteuersystem durch einen einheitlichen Aufbau aus, wodurch mechanisches Spiel und Reibungen weitgehend
vermieden werden. Auch hinsichtlich der Gewichtsforderungen ergeben sich Vorteile, denn ein zusätzlicher Arbeitszylinder ist
—3—
409 841/0U1
im Vergleich zum Steuergestänge eines mechanischen Notsteuer—
systems günstiger.
Die zur Einschaltung des'zusätzlichen Arbeitszylinders erforderliche
Steuerschaltung kann hierbei ohne großen Aufwand mit Hilfe
der Überwachungsvorrichtung aufgebaut werden. Da die Überwachungsvorrichtung soviel Komparatoren wie überwachte Arbeitszylinder aufweist,
können die Ausgangssignale dieser Komparatoren, welche durch die Signale der Analoga bzw. von an den überwachten Arbeitszylindern
angeordneten Meßgebern beeinflußbar sind, einerseits einem Und— Gatter zur Einschaltung eines in Wartestellung stehenden zusätzlichen
Arbeitszylinders und andererseits Steuerorganen der überwachten Arbeitszylinder zu deren Abschaltung zugeleitet werden.
Die Einschaltung des zusätzlichen Arbeitszylinders kann hierbei durch Ankupplung des Kolbens dieses laufend mitgesteuerten Arbeits—
zylinders oder durch Einschaltung der Steuerung des laufend angekuppelten
Arbeitszylinders erfolgen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines in der beiliegenden
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Bei dieses Ausführungsbeispiel wird mit Hilfe eines Steuerknüppels
ein Quadruplexpotentioraeter 11 verstellt, das.vier gleichgroße elektrische
Signale erzeugt, wovon drei einem triplizierten Flugregelsystem 13 zugeführt sind. Auf den Steuerknüppel 10 wirkt dabei eine Anordnung
12, die bei Auslenkungen ein Steuergefühl nachbildet. Das Flugregelsystea
13 steuert gleichzeitig zwei Einfachantriebe 14, 15»
während der zusätzliche Einfachantrieb 16 direkt durch ein Signal
des Quadimplexpotentiometers 11 angesteuert wird. Das Flugregelsystem
13 steuert weiterhin zwei den Einfachantrieben 14, 15 zugeordnete
Analoga 17, 18. Die Ansteuerung des zusätzlichen Einfachantriebs
16 braucht nicht unbedingt direkt durch das Quadruplex— potentiometer 11 zu erfolgen, sondern es ist - wie gestrichelt
angedeutet - auch möglich, diesen Einfachantrieb über das Flug-
-4-409841/0U1
2315.306
regelsystem 13, das dann als Quadruplexregelsystem ausgeführt sein
müßte, anzusteuern.
Innerhalb jedes Einfachantriebes 14» 15» 16 gelangen die zugeführten
Steuersignale zu je einem Verstärker 20, der über ein Servoventil 21
den jeweiligen Arbeitszylinder 22 steuert. Die Stellung des Arbeitszylinders wird dabei mit einem Potentiometer 23 erfaßt und als Rückführsignal
über ein entsprechend bemessenes Netzwerk 24 auf einen
Eingang des Verstärkers 20 zurückgeführt. Die Einfachantriebe 14, 15
sind weiterhin mit je einem 5/2 Wegeventil 25 und der Einfachantrieb
mit einem 2/2 Wegeventil 41 versehen, die - wie später noch erläutert
wird - zum Ein- und Abschalten der betreffenden Antriebe vorgesehen
sind.
Die Kolbenstangen 25 der Arbeitszylinder 22 der zwei Einfachantriebe
14, 15 sind an einem Waagebalken 27 gekuppelt, der über eine
weitere schaltbare Kupplung 28 mit einer Steuerstange 29 in Verbindung steht. An dieser Steuerstange 29 greift auch die Kolbenstange
26 des zusätzlichen Einfachantriebes 16 an, die über eine Querstange 30 fest mit dieser Steuerstange 29 verbunden ist. Mit
der Steuerstange 29 können z.B. Steuerdüsen 31 eines VTOL-Flugzeugs
direkt verstellt werden oder es können hiermit Leistungsstellglieder 32 eingestellt werden, die zur Verstellung von Steuerflächen 33
eines Flugzeugs vorgesehen sind. Auf die Kupplung 28 kann auch verzichtet werden, denn es ist grundsätzlich möglich, die Steuerstange
direkt mit dem Waagebalken 27 zu verbinden.
Zur Überwachung und Steuerung der Einfachantriebe 14, 15» l6 ist die
Steuerschaltung 35 vorgesehen, die aus zwei Komparatoren 36, 37 und
einem Und-Gatter 38 besteht. Die Komparatoren 36, 37 erhalten Eingangssignale
von je einem Analogon I7, 18 und von den als Meßgeber
eingesetzten Potentiometer 23 der zugeordneten Einfachantriebe 14, 15· Bei einem Unterschied der den Komparatoren 36, 37 zugeführten Eingangssignale
geben diese beim Überschreiten eines einstellbaren Schwellwertes ein Ausgangssignal ab, das sowohl dem Und-Gatter 38
4 0 9 8 A 1 / 0 U 1 -5-
als auch dem 5/2 Wegeventil 25 der zugeordneten Einfachantriebe zugeführt
ist. Geben beide Komparatoren 36» 37 ein Ausgangssignal ab,
so werden beide Einfachantriebe 14» 15 abgeschaltet und über das
Und-Gatter 38 das 2/2 Wegeventil 41 des zusätzlichen Einfachantriebs
16 angesteuert, wodurch der Einfachantrieb 16 eingeschaltet wird.
Gleichzeitig mit diesem Schaltvorgang wird die schaltbare Kupplung
28 — falls eine derartige vorgesehen ist - durch das Ausgangs—
signal des Und-Gatters 38 angesteuert und der aus den Einfachantrieben
14, IS bestehende Duplex—Antrieb von der Steuerstange 29
abgetrennt. Die Einschaltung des zusätzlichen Einfachantriebs 16 kann auch mit Hilfe einer zusätzlichen Kupplung 40 erfolgen, welche
gestrichelt angedeutet ist und welche die Kolbenstange 26 dieses Arbeitszylinders 22 an die Querstange 30 ankuppelt. In einem derartigen
Fall kann auf das 2/2 Wegeventil 41 im zusätzlichen Einfach—
antrieb l6 verzichtet werden.
Beim erfindungsgemäßen Stellantrieb wird die Auslenkung des Steuerknüppels
10 mit dem Quadruplexpotentiometer 11 erfaßt. Drei der hiermit erzeugten Meßsignale werden dem Flugregelsystem zugeführt,
das den aus den Einfachantrieben 14» 15 bestehenden Duplex—Antrieb
ansteuert. Die Überwachung dieses Duplex—Antriebes erfolgt mit Hilfe
elektrisch nachgebildeter Analoga und Vergleich der Ausgänge der Analoga und Antriebe in zugeordneten Komparatoren. Dieser Teil des
Antriebsystems bildet eine im elektrischen Teil triplizierte und im elektrohydraulischen Teil duplizierte Primärsteuerung. Das vierte
Signal des Quadruplexpotentiometers 11 steuert dagegen den nicht überwachten zusätzlichen Einfachantrieb l6 an. Dieser so hergestellte
direkte elektrische Durchgriff vom Steuerknüppel bis zur Steuerstange 29 bildet die beim Ausfall des Duplexsystems einsetzende
Notsteuerung, Im fehlerfreien Fall bewegt der an dem Waagebalken angreifende Duplex-Antrieb die Steuerstange 29 und zieht hierbei
den auf Bypass geschalteten angekupptelten Einfachantrieb 16 mit.
Nach Ausfall eines ersten Einfachantriebes im Duplexsystem, z.B.
des Einfachantriebes 14» wird dieser durch das 5/2 Wegeventil 25
-6-
409841/0U1
■- 6 -,.
auf Bypass geschaltet und der bisher frei bewegliche Waagebalken 27
durch"eine ebenfalls vom Ventil 25 betätigte Kupplung starr eingestellt
f so daß der intakte Einfachantrieb 15 den ausgefallenen Ein—
fachantrieb 14 niitbewegen kann. Nach dem Auftreten eines zweiten Fehlers
wird auch der zweite Einfachantrieb 15 des Duplex-Antriebes auf Bypa
geschaltet und der Bypass am zusätzlichen Einfachantrieb 16 unterbrochen.
Weiterhin wird der Duplex-Antrieb durch die Kupplung 28 abgekuppelt, so daß der Einfachantrieb 16 die Steuerung allein über—
nimmt.
Die hydraulische Energieversorgung des Stellantriebs erfolgt so, daß ein Einfachantrieb des Duplex-Antriebes vom Hydrauliksystem I
und der andere vom Hydrauliksystem II versorgt wird« Der zusätzliche Einfachantrieb 16 wird an das Hydrauliksystem I angeschlossen t
da nach dem Ausfall beider Hydrauliksysteme die Funktion des Hydrau— liksystems I von der Notversorgung übernommen wird. Auf diese Weise
wird die Funktionsfähigkeit des zusätzlichen Einfachantriebes l6
auch beim Ausfall der normalen Hydrauliksysteme aufrecht erhalten.
- Patentansprüche
409841/0U1
Claims (1)
- PatentansprücheAnordnung zur Überwachung und Steuerung eines aus mehreren Einfachantrieben bestehenden redundanten hydraulischen Stellantriebes mit mindestens zwei durch Servoventile elektrisch gesteuerten und durch je ein Analogon überwachten Arbeitszylinder^ deren Kolben auf eine gemeinsame Last wirken, dadurch gekennzeichnet , daß den überwachten Einfachantrieben (l4> 15) ein weiterer, in Wartestellung stehender Einfachantrieb (l6) zugeordnet ist, der durch eine in Abhängigkeit der Analoga (17, 18) beeinflußte Steuerschaltung (35) nach Ausfall der überwachten Einfachantrie— be (14, 15) einschaltbar ist.. ) Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (35) so viel Komparatoren (36, 37) wie überwachte Einfachantriebe (H, 15) aufweist und daß die Ausgangssignale dieser Komparatoren (36, 37)» die durch Signale der Analoga (17, 18) bzw. von an den überwachten Einfachantrieben (l4, 15) angeordneten Meßgebern (23) beeinflußbar sind, einerseits einem Und-Gatter (38) zur Einschaltung des. in Wartestellung stehenden Einfachantriebes (16) und andererseits Steuerorganen (25) der überwachten Einfach— antriebe (14, 15) zu deren Abschaltung zugeleitet sind.3·) Steueranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuersignal zur Einschaltung des in Wartestellung stehenden Einfachantriebes (l6) einem 2/2 Wegeventil (41) zugeführt ist, das bei dep Einschaltung dieses Einfachantriebes einen Bypass im Arbeitszylinder (22) unterbricht.-8-409841/01414·) Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Steuersignal zur Einschaltung des in Wartestellung stehenden Einfachantriebes einer schaltbaren Kupplung (40) zugeführt ist, welche die Kolbenstange (26) dieses Einfachantriebes (l6) an die Last an- - kuppelt.5.) Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung des zusätzlichen Einfachantriebes (l6) mit hydraulischer Flüssigkeit durch das Hydrauliksystem erfolgt, das bei Störungen mit dem hydraulischen Nots3''stem verbunden ist.40984 1 /0141
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2315906A DE2315906A1 (de) | 1973-03-30 | 1973-03-30 | Anordnung zur ueberwachung und steuerung eines redundanten elektrohydraulischen stellantriebs |
GB704074A GB1408126A (en) | 1973-03-30 | 1974-02-15 | Arrangement for monitoring and controlling a redundant hydraulic adjusting drive |
US454235A US3877346A (en) | 1973-03-30 | 1974-03-25 | Electro-hydraulic actuation system with redundancy operation, supervision and emergency operation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2315906A DE2315906A1 (de) | 1973-03-30 | 1973-03-30 | Anordnung zur ueberwachung und steuerung eines redundanten elektrohydraulischen stellantriebs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2315906A1 true DE2315906A1 (de) | 1974-10-10 |
Family
ID=5876459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2315906A Pending DE2315906A1 (de) | 1973-03-30 | 1973-03-30 | Anordnung zur ueberwachung und steuerung eines redundanten elektrohydraulischen stellantriebs |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3877346A (de) |
DE (1) | DE2315906A1 (de) |
GB (1) | GB1408126A (de) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2715553A1 (de) * | 1977-04-07 | 1978-10-12 | Bosch Gmbh Robert | Notlaufeinrichtung fuer automatische stufengetriebe |
US4533097A (en) * | 1983-07-11 | 1985-08-06 | Sundstrand Corporation | Multi-motor actuation system for a power drive unit |
DE3533720A1 (de) * | 1985-09-21 | 1987-04-16 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Notversorgungssystem |
US5497692A (en) * | 1995-03-02 | 1996-03-12 | Caterpillar Inc. | Electrohydraulic steering system |
US6003429A (en) * | 1995-07-06 | 1999-12-21 | Komatsu Ltd. | High speed and high-load cylinder device and method for controlling the same |
US5865088A (en) * | 1995-07-25 | 1999-02-02 | Komatsu Ltd. | High-speed safety circuit for a hydraulic press |
US20100089053A1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-04-15 | Honeywell International Inc. | Hybrid electromechanical/hydro-mechanical actuation control system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3286600A (en) * | 1965-03-26 | 1966-11-22 | Ultra Electronics Ltd | Electronic engine controllers |
US3426650A (en) * | 1965-12-23 | 1969-02-11 | Bell Aerospace Corp | Triple channel redundant hydraeric control system |
US3488029A (en) * | 1968-04-11 | 1970-01-06 | Bell Aerospace Corp | Return pressure compensated hydraeric signal comparator |
-
1973
- 1973-03-30 DE DE2315906A patent/DE2315906A1/de active Pending
-
1974
- 1974-02-15 GB GB704074A patent/GB1408126A/en not_active Expired
- 1974-03-25 US US454235A patent/US3877346A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3877346A (en) | 1975-04-15 |
GB1408126A (en) | 1975-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3638820C2 (de) | ||
DE69603807T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines Seitenruders eines Flugzeuges | |
DE3638821C2 (de) | ||
DE2135366C2 (de) | Steuereinrichtung zum Einstellen eines Steuerelementes in Abhängigkeit von elektrischen Steuersignalen | |
DE69407510T2 (de) | Servosteuerungvorrichtung eines Steuerwerkes eines Flugzeuges | |
DE69305112T2 (de) | Primäres mehrachsig redundantes vollelektrisches Flugsteuersystem | |
DE3129313C2 (de) | ||
DE2710517A1 (de) | Steuersystem mit zwei oder mehr kanaelen | |
WO2018215649A1 (de) | Flugsteuersystem | |
DE1481515A1 (de) | Hydraulisch-mechanisches und pneumatisch-mechanisches Steuersystem | |
DE2921464A1 (de) | Steuersysteme | |
EP0024284B1 (de) | Notsteuereinrichtung | |
DE2315906A1 (de) | Anordnung zur ueberwachung und steuerung eines redundanten elektrohydraulischen stellantriebs | |
DE2317754A1 (de) | Anordnung zur ueberwachung und steuerung eines redundanten elektrohydraulischen stellantriebes | |
DE2431912C2 (de) | Vorrichtung zur Überwachung eines durch ein elektrisches Führungssignal angesteuerten Stellmotors | |
DE69110546T2 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung eines der Eingangsgrösse der Vorrichtung entsprechenden Stromes. | |
DE2134079B2 (de) | Anordnung zur redundanten Prozeßrechnersteuerung | |
DE1481514A1 (de) | UEberzaehlig ausgestattetes Steuersystem | |
DE2730738C2 (de) | Steuerung für eine druckmittelbetätigte Stellgliedanordnung | |
DE2710466A1 (de) | Steuersystem zur fehlerueberwachung | |
DE2828484C2 (de) | ||
DE3906846C2 (de) | Redundante Rechneranordnung für Steuersysteme | |
DE2029287A1 (de) | Servostellantrieb mit hydraulischer Waage | |
DE1751809C3 (de) | Anordnung zur elektrohydraulischen Steuerung eines hydraulischen Tandem-Stellmotors | |
DE3632068C2 (de) |