DE2715895C2 - Suspension strut, preferably for aircraft landing gears - Google Patents

Suspension strut, preferably for aircraft landing gears

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DE2715895C2 DE19772715895 DE2715895A DE2715895C2 DE 2715895 C2 DE2715895 C2 DE 2715895C2 DE 19772715895 DE19772715895 DE 19772715895 DE 2715895 A DE2715895 A DE 2715895A DE 2715895 C2 DE2715895 C2 DE 2715895C2
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Description

7. ölfederbein nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Lastregelung unter Verwendung einer Gruppe von betätigbaren Ventilen (35,36) erfolgt7. oil strut according to claims 1 to 6, characterized in that the load control under Use of a group of actuatable valves (35,36) takes place

Die Erfindung betrifft ein ölfederbein, vorzugsweise für Flugzeugfahrwerke, bestehend aus Kolben, Kolbenstange und Zylinder, wobei am freien Ende der Kolbenstange das Laufrad angebracht ist und der Druckraum des Zylinders über ein oder mehrere Ventile mit einer Druckmittelversorgung verbunden ist Derartige Federbeine sind durch die DE-PS 6 90 315 beispielsweise bekannt.The invention relates to an oil strut, preferably for aircraft landing gear, consisting of piston, piston rod and cylinder, with the Piston rod is attached to the impeller and the pressure chamber of the cylinder via one or more valves is connected to a pressure medium supply. Such struts are described in DE-PS 6 90 315 known for example.

Für Flugzeugfahrwerke werden fast ausschließlich öl-Luftfederbeine von unterschiedlichem Aufwand verwendet. Das für viele Fälle ausreichende und deshalb vorwiegend benutzte Ein-Kammer-Federbein besteht im wesentlichen aus einer Luftfeder mit parallel geschaltetem Öldämpfer. Von Nachteil sind die keinesfalls optimale statische Federkurve, der nur für eine Sinkgeschwindigkeit günstige Dämpfungsfaktor und das mit hohen Lastspitzen verbundene Reagieren auf überhöhte Einfederungsgeschwindigkeiten, wie sie z. B. beim Überrollen kurzer Bodenwellen auftreten. In Fällen, in denen Ein-Kammer-Federbeine nicht ausreichen, werden aufwendigere Konstruktionen verwendet, die dem jeweiligen Verwendungszweck besser angepaßte Federcharakteristiken liefern. Dies wird erreicht durch Hinzufügen einer weiteren Luftkammer oder durch Verwendung von Drosseln veränderlichen Querschnitts, wobei diese Veränderung druck- oder wegabhängig sein kann. Das auf diese Weise m>t erhöhtem mechanischem Aufwand erkaufte verbesserte dynamische Verhalten kommt dem optimalen dynamischen Verhalten zwar näher als es mit einem Ein-Kammer-Federbein möglich wäre, vermag es jedoch in keinem Falle wirklich zu erreichen. Dies liegt u. a. darin begründet daß die verwendeten Bausteine mechanischer Natur sind und den ihnen eigenen Gesetzen folgen. Die Federcharakteristiken der vorgenannten Lösungen bleiben auf eine Kombination von Polytropen und Drosselkurven beschränktFor aircraft landing gears, oil air struts are almost exclusively used, with varying degrees of effort used. The single-chamber strut, which is sufficient for many cases and is therefore predominantly used, is made essentially an air spring with an oil damper connected in parallel. They are disadvantageous By no means optimal static spring curve, the damping factor which is only favorable for a sink rate and the reaction to excessive compression speeds associated with high load peaks, like them z. B. occur when rolling over short bumps. In cases where single-chamber struts are not sufficient, more complex constructions are used, which are better adapted to the respective purpose Deliver spring characteristics. This is achieved by adding another air chamber or by using throttles of variable cross-section, this change being pressure-dependent or path-dependent can be. The improved dynamic that is bought in this way with increased mechanical effort Behavior comes closer to optimal dynamic behavior than it does with a single-chamber shock absorber would be possible, but in no case can it really be achieved. This is inter alia. based in it that the building blocks used are mechanical in nature and follow their own laws. the Spring characteristics of the aforementioned solutions remain on a combination of polytropes and Restricted throttle curves

is Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ölfederbein zu realisieren, dessen Feder- und Dämpfungsverhalten zwecks optimaler Anpassung an den jeweiligen Verwendungszweck derart festlegbar bzw. einstellbar ist daß das Verhalten vorbestimmten, mathematisch foimulierbaren Funktionen entspricht ErfindungsgemäO wird dies bei einem Federbein der eingangs aufgezeigten Art dadurch erreicht, daß der Druckraum des Zylinders mit einer Lastregeleinrichtung verbunden ist die den Zu- bzw. Abfluß des Druckmittels als Funktion der gewünschten Federcharakteristik regelt Hierdurch kann jeweils die gewünschte Federbeincharakteristik festgelegt werden, indem kontinuierlich die unter Verwendung des Federbeinhubes ermittelte Federbein-Sollast als Führungssignal verwendet wird. Der Haupworteil der Erfindung besteht darin, daß ein und dasselbe Federbein für unterschiedliche Aufgaben hinsichtlich Belastung, Bodenverhältnisse u. dgl. kurzfristig einstellbar istThe invention is based on the object of realizing an oil strut, its spring and damping behavior for the purpose of optimal adaptation to the respective purpose of use in such a way that they can be determined or it is adjustable that the behavior corresponds to predetermined, mathematically simulatable functions According to the invention, this is the case with a strut The type indicated at the outset is achieved in that the pressure chamber of the cylinder is equipped with a load control device connected is the inflow and outflow of the pressure medium as a function of the desired spring characteristic regulates In this way, the desired strut characteristics can be determined by continuously the target load determined using the strut stroke as a reference signal is used. The main part of the invention consists in the fact that one and the same strut for different tasks in terms of load, soil conditions and the like can be set at short notice

Die Erfindung ist anhand der folgenden Zeichnungs-The invention is based on the following drawing

beschreibung näher erläutert Es zeigtdescription explained in more detail It shows

F i g. 1 ein durch ein Servoventil gesteuertes Federbein undF i g. 1 a spring strut controlled by a servo valve and

Fig.2 ein durch eine Ventilgruppe gesteuertes Federbein.2 shows a strut controlled by a valve group.

F i g. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer bevorzugten Ausführung eines ölfederbeins, das aufgebaut ist aus einem Ein-Kammer-Federbein bekannter Art, hauptsächlich bestehend aus einem flugzeugfesten Zylinder 1, einem einschiebbaren Teil 2, einem Trennkolben 4, einer Luftkammer 14 und einem Druckraum 5 mit einem daran gelagerten Rad 3, einer Lastregeleinrichtung, hauptsächlich bestehend aus einem Regelkolben 6, einem Servoventil 7, einer Druckmittelversorgungsleitung 19 mit einem Druckspeicher 13, einer Rücklaufleitung 18, einem Regelverstärker 8, einer Summierstelle 9 und einem Druckgeber 10, sowie einem Führungssignalteil, hauptsächlich bestehend aus einer elektronischen Rechenschaltung 12 mit einem Weggeber U und mindestens einem weiteren Eingang 22.F i g. 1 shows a schematic diagram of a preferred embodiment of an oil strut which is constructed from a single-chamber strut of a known type, mainly consisting of an aircraft-mounted cylinder 1, an insertable part 2, a separating piston 4, an air chamber 14 and a pressure chamber 5 with a wheel 3 mounted on it, a load control device, mainly consisting of a control piston 6, a servo valve 7, a pressure medium supply line 19 with a pressure accumulator 13, a return line 18, a control amplifier 8, a summing point 9 and a pressure transducer 10, as well as a command signal part, mainly consisting of an electronic computing circuit 12 with a displacement encoder U and at least one further input 22.

Bei einer Stoßbelastung federt der einschiebbare Teil 2 in den flugzeugfesten Zylinder 1 ein, wobei öl aus dem Druckraum 5 die Drosselstelle 15 passiert und über den Trennkolben 4 die in Kammer 14 eingeschlossene Luft komprimiert In der Kammer 5 baut sich dabei ein aus der Drosselwirkung und aus der Luftkompression resultierender Öldruck auf. Bei ruhender Belastung nimmt der verschiebbare Teil 2 eine Lage relativ zum Zylinder 1 ein, die sich aus dem auf das Federbein entfallenden Anteil des Flugzeuggewichtes und der Luftfederkurve ergibt. Durch die elektronische Rechenschaltung 12, in der die Bestimmungsfunktionen der gewünschten Feder-Dämpfer-Charakteristik festgelegt ist, wird unter Verwendung des Federbeinhubes und ggf.In the event of a shock load, the retractable part 2 springs into the aircraft-mounted cylinder 1, with oil from the Pressure chamber 5, the throttle point 15 passes and the air enclosed in chamber 14 via the separating piston 4 compressed In the chamber 5 builds up from the throttling effect and from the air compression resulting oil pressure. When the load is at rest, the displaceable part 2 takes a position relative to the Cylinder 1, which is made up of the proportion of the aircraft weight and the Air suspension curve results. By the electronic computing circuit 12, in which the determination functions of the desired spring-damper characteristic is set, using the strut stroke and, if necessary,

weiterer Parameter kontinuierlich die jeweilige Federbein-Sollast ermittelt, die dann als Führungssignal 16 für die Lastregelung des Federbeins dientfurther parameters continuously determine the respective target strut load, which is then used as a guide signal 16 is used to regulate the load on the shock absorber

Dabei wird die auftretende Last 17 gemessen, an der Summierstelle 9 mit der Sollast 16 vergnchen und die Lastdifferenz über den Regelverstärker 8 dem Servoventil 7 derart zugeführt, daß bei zu hoher Federbeinlast Ol aus dem Federbein entnommen und bei zu geringer Federbeinlast öl hineingefördert wird. Damit wird die tatsächlich auftretende Last der Sollast nachgeführt Reicht die verfügbare Fördermenge der Druckversorgung für den Ausfedervorgang nicht aus, so wird die Fehlmenge durch den Druckspeicher 13 geliefert, wobei ein Rückschlagventil 21 ein Rückströmen von Hydraulikflüssigkeit in die Druckversorgung verhindertThe occurring load 17 is measured, compared to the summing point 9 with the target load 16 and the load difference is fed to the servo valve 7 via the control amplifier 8 in such a way that if the shock absorber load is too high, oil is removed from the shock absorber and if the shock absorber load is too low, oil is pumped in. So that the actually occurring load is in the required load nachge case brings enough, the available delivery amount of the pressure supply for the rebound process is not sufficient, the shortfall is supplied by the accumulator 13, a check valve 21 prevents backflow of hydraulic fluid in the pressure supply

Fig.2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel. Dieses rein hydraulische Federbein weist keine Luftkammer auf und besteht hauptsächlich aus einem flugzeugfesten Zylinder 30, einem einschiebbaren Teil 31, einem Weggeber 32, einem Druckgeber 33, ei./er Oberlastdrossel 34, einem Magnetventil 35 und vier elektrisch zu öffnenden Drosselstellen 36. Beim Einfedern des Federbeins wird der einschiebbare Teil 31 durch die Fahrwerkslast in den Zylinder 30 eingeschoben. Dabei wird durch die Rechenschaltung 37 unter Verwendung des vom Weggeber 32 gelieferten Federbeinhubes kontinuierlich der Sollwert der Last bestimmt und an den Regelverstärker 38 weitergeleitet Hier wird der Sollwert mit dem vom Druckgeber 33 gelieferten Istwert verglichen und über eine entsprechende Schaltlogik werden gerade so viele Drosseln 36 geöffnet, daß sich beim Abfließen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Druckraum 41 durch die Drosseln 36 in die Rückflußleitung 40 eine Federbeinlast ergibt, die der Sollast sehr nahe kommt. Bei besonders starken Stoßen öffnet die Überlastdrossel 34, damit eine bestimmte für das Federbein vorgegebene Höchstlast nicht überschritten wird Das Rückschlagventil 39 verhindert das Rückströmen von Hydraulikflüssigkeit in die Versorgungsleitung 42. Durch die Anordnung der elektrisch zu öffnenden Drosseln 36 wird die von der Rechenschaltung 37 vorgegebene Federbeincharakteristik durch eine stufenförmige Funktion angenähert Die Annäherung ist um so genauer, je mehr Drosseln 36 verwendet werden.Fig.2 shows another embodiment. This purely hydraulic strut has no air chamber and mainly consists of one that is fixed to the aircraft Cylinder 30, an insertable part 31, a displacement transducer 32, a pressure transducer 33, ei./er overload throttle 34, a solenoid valve 35 and four electrically openable throttle points 36. When the The retractable part 31 is pushed into the cylinder 30 by the load on the suspension strut. Included is generated by the arithmetic circuit 37 using the strut stroke supplied by the displacement encoder 32 the setpoint of the load is continuously determined and forwarded to the control amplifier 38 The setpoint is compared with the actual value supplied by the pressure transmitter 33 and a corresponding one Switching logic so many throttles 36 are opened that when the hydraulic fluid drains from the pressure chamber 41 through the throttles 36 in the return line 40 results in a strut load that the Sollast comes very close. In the event of particularly strong impacts, the overload throttle 34 opens so that a certain maximum load specified for the shock absorber is not exceeded. The check valve 39 prevents hydraulic fluid from flowing back into the supply line 42. The arrangement of the Electrically openable throttles 36 will be the suspension strut characteristic predetermined by the arithmetic circuit 37 approximated by a stepped function. The approximation is more precise, the more throttles 36 be used.

Eine andere Ausgestaltung kann darin bestehen, daß auf die Eingänge 22, 43 weitere Parameter gegeben werden. Hierdurch kann das Flugzeug z. B. für Beladungszwecke abgesenkt oder die Nase zur Rotationsunterstützung beim Starten angehoben werden. Weiter kann das Fahrwerk durch Eingeben einer von der Sinkgeschwindigkeit abgeleiteten Korrekturgröße auf bestimmte, bei der Landung zu erwartende Lasten automatisch programmiert werden.Another embodiment can consist in that further parameters are given to the inputs 22, 43 will. This allows the aircraft z. B. lowered for loading purposes or the nose for Rotation support can be increased when starting. The landing gear can also be activated by entering a Correction variable derived from the rate of descent to certain expected upon landing Loads are programmed automatically.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß bei eir em rein hydraulischen Federbein, etwa nach Fig.2, ein Servoventil mit zwei Ausgängen angeordnet ist und die Ausgänge in den Druckraum 41 und in die Kammer 44 einmünden. Hierdurch wird die Einfederbewegung hydraulisch unterstützt, was bei sehr schnellen Einfederbewegungen vorteilhaft istA further embodiment provides that with a purely hydraulic strut, for example according to FIG Servo valve is arranged with two outlets and the outlets in the pressure space 41 and in the chamber 44 merge. As a result, the compression movement is hydraulically supported, which is the case with very fast compression movements is advantageous

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der Rechenschaltung 12, 37 ein durch einen Lagegeber geliefertes Signal eingegeben wird. Hierdurch wird erreicht daß das Flugzeug bei dem Kurvenrollen am Boden keine Drehung um die Längsachse erfährtAnother advantageous embodiment is that the computing circuit 12, 37 by a The signal supplied by the position encoder is entered. Through this it is achieved that the aircraft does not turn around the corner rolling on the ground Longitudinal axis experiences

Die Anwendung des Federbeins ist nicht auf Flugzeugfahrwerke beschränkt sondern sie ist überall dort möglich, wo mechanische Energieabsorber mit einer bestimmten Charakteristik gefordert werden.The use of the strut is not limited to aircraft landing gears but is everywhere Possible where mechanical energy absorbers with a specific characteristic are required.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (6)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Ölfederbein, vorzugsweise für Flugzeugfahrwerke, bestehend aus Kolben, Kolbenstange und Zylinder, wobei am freien Ende der Kolbenstange das Laufrad angebracht ist, und der Druckraum des Zylinders über ein oder mehrere Ventile mit einer Druckmittelversorgung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (5, 41) des Zylinders (1,30) mit einer Lastregeleinrichtung (7, 8. 9, 10, 11; 32, 33, 36, 37, 38) verbunden ist, die den Zu- bzw. Abfluß des Druckmittels als Funktion der gewünschten Federcharakteristik regelt1. Oil strut, preferably for aircraft landing gears, consisting of piston, piston rod and cylinder, with the piston rod at the free end the impeller is attached, and the pressure chamber of the cylinder via one or more valves with a Pressure medium supply is connected, characterized in that the pressure chamber (5, 41) of the cylinder (1,30) is connected to a load control device (7, 8, 9, 10, 11; 32, 33, 36, 37, 38) which regulates the inflow and outflow of the pressure medium as a function of the desired spring characteristics 2. Ölfederbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastregeleinrichtung eine programmierbare Rechenschaltung (12,37) aufweist2. Oil strut according to claim 1, characterized in that that the load control device has a programmable computing circuit (12, 37) 3. Ölfederbein nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (5,41) über ein ansteuerbares Ventil (7, 35, 36) mit einer Druckmittelversorgungsleitung (19, 42) und mit einer Rücklaufleitung (18, 40) verbunden ist, wobei das Ventil (7,35,36) mit der Rechenschaltung (12,37) gekoppelt ist3. Oil strut according to claims 1 and 2, characterized in that the pressure chamber (5.41) Via a controllable valve (7, 35, 36) with a pressure medium supply line (19, 42) and with a return line (18, 40) is connected, the valve (7,35,36) with the computing circuit (12,37) is coupled 4. Ölfederbein nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ventil (7, 35, 36) und der Rechenschaltung (12, 37) ein Regelverstärker (8, 38) und eine Summierstelle (9) eingeschaltet ist4. Oil strut according to claims 1 to 3, characterized in that between the valve (7, 35, 36) and the computing circuit (12, 37) a control amplifier (8, 38) and a summing point (9) is switched on 5. Ölfederbein nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelverstärker (8, 38) und die Summierstelle (9) mit einem Druckgeber (10,33) am Zylinder (1,30) verbunden ist5. Oil strut according to claim 4, characterized in that the control amplifier (8, 38) and the Summing point (9) is connected to a pressure transducer (10,33) on the cylinder (1,30) 6. Ölfederbein nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Rechenschaltung (12, 37) mit einem Weggeber (11, 32) zur kontinuierlichen Ermittlung des Federbeinhubes verbunden ist.6. Oil strut according to claims 1 to 5, characterized in that the computing circuit (12, 37) with a travel sensor (11, 32) for the continuous determination of the strut stroke connected is.
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