DE60103353T2 - Elektrisch-gesteuertes, hydraulisches antriebssystem - Google Patents

Elektrisch-gesteuertes, hydraulisches antriebssystem Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisch gesteuertes hydraulisches Antriebssystem. Es ist zwar nicht ausschließlich, aber insbesondere an Bord von Luftfahrzeugen für die Steuerung der Organe, beispielsweise der Ruder, verwendbar.
  • Man kennt bereits elektrisch gesteuerte hydraulische Antriebssysteme mit:
    • – einer Servosteuerung, die der Steuerung von mindestens einem beweglichen Organ dient, beispielsweise einem Ruder, und einen Zylinder umfasst, in dessen Inneren sich ein verschiebbarer Kolben befindet, an dem das bewegliche Organ befestigt ist, wobei der Kolben den Zylinder in zwei Kammern unterteilt, von denen jede mit einem Hydraulikanschluss versehen ist, und die Servosteuerung mit einem Steuerventil versehen ist, beispielsweise einem Ventil in servogesteuerter oder direktgesteuerter Ausführung, das mit einem Hydraulikkreis verbunden ist, in dem eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck fließt;
    • – einer bidirektionalen Hydraulikpumpe, die von einem von einer leistungselektronischen Vorrichtung gesteuerten Elektromotor drehangetrieben wird; und
    • – einer Umschaltvorrichtung, die es ermöglicht, die Hydraulikanschlüsse entweder mit dem Steuerventil oder mit der Pumpe zu verbinden.
  • In diesen bekannten Systemen wird der Antrieb des beweglichen Organs bei Normalbetrieb durch die Servosteuerung sichergestellt, die über das Steuerventil und die Umschaltvorrichtung vom Hydraulikkreis mit Hydraulikflüssigkeit gespeist wird. Bei einem Ausfall des Hydraulikkreises oder des Steuerventils hingegen verbindet die Umschaltvorrichtung die Servosteuerung mit der Hydraulikpumpe. Der Antrieb des beweglichen Organs resultiert also bei außergewöhnlichem Betrieb mittels der Umschaltvorrichtung aus der Speisung der Servosteuerung durch die vom Elektromotor angetriebenen Pumpe.
  • Aus diesem Grund werden diese bekannten Systeme im Allgemeinen „Actionneurs Hydrauliques à Secours Électrique" (Hydraulikantriebe mit Umschaltmöglichkeit auf Elektrobetrieb) genannt und mit der Abkürzung „EBHA" (Electrical Back-up Hydraulic Actuator) bezeichnet.
  • Natürlich müssen solche bekannten Systeme sowohl bei Normalbetrieb (Speisung des Antriebssystems durch einen Hydraulikkreis) als auch bei Notbetrieb (Speisung des Antriebssystems durch die Pumpe und den Elektromotor) die Höchstleistung gewährleisten können, die für den Antrieb des Organs erforderlich ist. Es folgt daraus also einerseits, dass der Hydraulikkreis für die Höchstleistung des Antriebssystems dimensioniert sein muss und andererseits, dass die Pumpe und ihr Zubehör, auch wenn sie nur selten benutzt werden, großzügig dimensioniert sein müssen, was deren Kosten und Gewicht erhöht. Außerdem können sie Defekte bergen, die aufgrund der Tatsache, dass sie nur selten benutzt werden, schwer zu entdecken sind.
  • Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen. Sie betrifft ein elektrisch gesteuertes hydraulisches Antriebssystem des oben beschriebenen Typs, in dem nicht nur die Dimensionierung der Pumpe und ihres Zubehörs, sondern auch die des Hydraulikkreises, des Steuerventils und des Zubehörs reduziert werden kann, wobei es ermöglicht wird, eventuelle Defekte der Pumpe und ihres Zubehörs leichter zu erkennen.
  • Zu diesem Zweck zeichnet sich das elektrisch gesteuerte hydraulische Antriebssystem des oben beschriebenen Typs erfindungsgemäß dadurch aus, dass die Umschaltvorrichtung darüber hinaus dafür geeignet ist, die Hydraulikanschlüsse der Kammern mit dem Steuerventil und mit der Pumpe gleichzeitig zu verbinden, und es dadurch zu ermöglichen, dass der Servosteuerung die Summe aus der hydraulischen Leistung, die der Hydraulikkreis liefert, und der hydraulischen Leistung elektrischen Ursprungs, die von der vom Elektromotor angetriebenen Pumpe erzeugt wird, zugeführt wird.
  • Ein derartiges System kann daher „Actionńeur Hydraulique Électriquement Assisté" (elektrisch gestützter Hydraulikantrieb) genannt und mit der Abkürzung „EAHA" (Electrically Assisted Hydraulic Actuator) bezeichnet werden.
  • Dank der vorliegenden Erfindung kann man also durch Summierung der verfügbaren hydraulischen und elektrischen Leistung die erforderliche Höchstleistung gewährleisten, wobei die elektrische Leistung nur dann eingesetzt wird, wenn eine große Leistung verlangt wird, die die hydraulische Kapazität übersteigen könnte. Anders ausgedrückt sind der Hydraulikkreis und das Steuerventil, die die hydraulische Leistung liefern, so dimensioniert, dass sie den Großteil der Antriebsarbeit übernehmen können, der eine geringere Leistung erfordert, als diejenige, die für die Höchstleistung nötig ist. Die Hydraulikpumpe und ihr Zubehör, die die Leistung elektrischen Ursprungs liefern, sind hingegen so dimensioniert, dass sie eine zusätzliche Leistung liefern, die es ermöglicht, die Höchstleistung zu gewährleisten, wenn man sie der hydraulischen Leistung hinzufügt. Daraus folgt, dass jede Komponente des erfindungsgemäßen Systems in Abhängigkeit von der tatsächlich zu liefernden Leistung dimensioniert sein kann, die kleiner ist als die Höchstleistung des Systems. Des Weiteren können die Defekte der „elektrischen" Komponenten des Systems, das heißt des Motors, der Pumpe und ihres Zubehörs, nicht unentdeckt bleiben, da diese während des Betriebs des Systems beansprucht werden.
  • In dem erfindungsgemäßen System kann die Umschaltvorrichtung aus einem ersten und einem zweiten Wechselventil für spezielle Steuerungen bestehen, wobei das erste Wechselventil zwischen dem Steuerventil und den Hydraulikanschlüssen angeordnet sein kann, während das zweite Wechselventil zwischen den Hydraulikanschlüssen und der Pumpe angebracht sein kann, und wobei die speziellen Steuerungen des ersten und zweiten Wechselventils es ermöglichen, die Hydraulikanschlüsse nicht nur entweder mit dem Steuerventil oder mit der Pumpe zu verbinden, sondern auch mit dem Steuerventil und mit der Pumpe gleichzeitig.
  • Vorzugsweise gilt für das erste Wechselventil:
    • – es kann entweder einen Durchlasszustand oder einen Sperrzustand annehmen;
    • – es nimmt von selbst seinen Sperrzustand an; und
    • – es wird über ein gesteuertes Elektroventil durch die Druckwirkung der Hydraulikflüssigkeit des Hydraulikkreises in seinen Durchlasszustand gezwungen.
  • Außerdem gilt gemäß einer ersten Ausführungsform für das zweite Wechselventil:
    • – es kann entweder einen Durchlasszustand oder einen Sperrzustand annehmen;
    • – es nimmt von selbst seinen Sperrzustand an; und
    • – es wird durch die Wirkung einer Steuervorrichtung in seinen Durchlasszustand gezwungen.
  • Alternativ gilt für das zweite Wechselventil:
    • – es kann irgendeinen der drei Zustände annehmen, und zwar einen Durchlasszustand, einen Sperrzustand oder einen passiven Zustand, für den das zweite Wechselventil eine externe Verbindung mit Durchlassbegrenzung zwischen den Hydraulikanschlüssen herstellt;
    • – es nimmt von selbst seinen passiven Zustand an;
    • – es wird durch die Wirkung einer Steuervorrichtung in seinen Durchlasszustand gezwungen; und
    • – es wird über das gesteuerte Elektroventil durch die Druckwirkung der Hydraulikflüssigkeit des Hydraulikkreises in seinen Sperrzustand gezwungen.
  • Aus den Figuren der Zeichnungen im Anhang ist ersichtlich, wie die Erfindung ausgeführt sein kann. Ähnliche Elemente sind in diesen Figuren mit gleichen Bezugszeichen beschriftet.
  • 1 veranschaulicht schematisch ein erfindungsgemäßes hydraulisches Antriebssystem.
  • Die 2, 3 und 4 veranschaulichen drei Betriebsweisen entsprechend dem System nach 1.
  • 5 veranschaulicht schematisch eine Ausführungsvariante des hydraulischen Antriebssystems gemäß der vorliegenden Erfindung in einer passiven Betriebsweise.
  • Die 6, 7 und 8 veranschaulichen das System von 5 in drei weiteren Betriebsweisen.
  • Das elektrisch gesteuerte hydraulische Antriebssystem 1, das in 1 dargestellt wird und der vorliegenden Erfindung entspricht, weist eine Servosteuerung 2 auf, die der Steuerung von mindestens einem beweglichen Organ 3 dient, beispielsweise dem Ruder eines Luftfahrzeugs. Die Servosteuerung 2 weist einen Zylinder 4 auf, in dessen Inneren sich ein verschiebbarer Kolben 5 befindet, der den Zylinder 4 in zwei Kammern 6 und 7 unterteilt. Die Kammern 6 und 7 sind jeweils mit einem Hydraulikanschluss 8 bzw. 9 versehen. Der Kolben 5 ist einstückig mit einer Kolbenstange 10 ausgebildet, die mit einem Gelenk an einem Zapfen 11 angebracht ist, der einstückig mit dem beweglichen Organ 3 ausgebildet ist, das sich um eine Achse 12 (rechtwinklig zur Ebene von 1) dreht. Es ist leicht zu erkennen, dass sich das bewegliche Organ 3, wenn sich die Kolbenstange 10, wie mit dem Doppelpfeil 13 dargestellt, koaxial zu sich selbst in die eine oder die andere Richtung verschiebt, wie mit dem Doppelpfeil 14 dargestellt in der entsprechenden Richtung um die Achse 12 dreht.
  • Jeder der Hydraulikanschlüsse 8 und 9 der Servosteuerung 2 kann entweder mit der Versorgungsleitung 15 oder mit der Rückleitung 16 des Hydraulikkreises 17 verbunden sein, in dem mit Hilfe eines Steuerventils 18, beispielsweise eines Ventils in servogesteuerter oder direktgesteuerter Ausführung, eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck fließt. Das Steuerventil 18 wird durch eine Vorrichtung 19 gesteuert, beispielsweise eine Vorrichtung elektromagnetischer Art. Unter der Wirkung der Steuervorrichtung 19 kann das Steuerventil 18:
    • – eine Position einnehmen, in der die Verbindung zwischen dem Hydraulikkreis 17 und der Servosteuerung 2 unterbrochen ist (Position wie in 1 dargestellt)
    • – eine Position einnehmen, in der der Hydraulikanschluss 8 mit der Versorgungsleitung 15 verbunden ist, während der Hydraulikanschluss 9 mit der Rückleitung 16 verbunden ist; und
    • – eine Position einnehmen, in der der Hydraulikanschluss 8 mit der Rückleitung 16 verbunden ist, während der Hydraulikanschluss 9 mit der Versorgungsleitung 15 verbunden ist.
  • Des Weiteren können die Hydraulikanschlüsse 8 und 9 mit dem Ausgang 21 beziehungsweise 22 einer bidirektionalen Hydraulikpumpe 23 verbunden sein, die von einem von einer leistungselektronischen Vorrichtung 25 gesteuerten Elektromotor 24 drehangetrieben wird.
  • Zwischen dem Steuerventil 18 und den Hydraulikanschlüssen 8 und 9 ist ein erstes Wechselventil 26 angebracht, das mit einer Feder 27 belastet ist. Unter der Wirkung der Feder 27 nimmt das Wechselventil 26 von selbst seine Sperrposition ein, in der die Verbindung zwischen dem Steuerventil 18 und der Servosteuerung 2 unterbrochen ist.
  • In gleicher Weise ist zwischen der Pumpe 23 und den Hydraulikanschlüssen 8 und 9 ein zweites Wechselventil 28 angebracht, das mit einer Feder 29 belastet ist. Unter der Wirkung der Feder 29 nimmt das Wechselventil 28 von selbst seine Sperrposition ein, in der die Verbindung zwischen der Pumpe 23 und der Servosteuerung 2 unterbrochen ist. Außerdem ist eine Steuervorrichtung 30, beispielsweise eine Steuervorrichtung elektromagnetischer Art, dafür geeignet, das Wechselventil 28 in seine Durchlassposition wechseln zu lassen, indem sie, der Feder 29 entgegenwirkend, die Verbindung zwischen der Pumpe 23 und der Servosteuerung 2 herstellt.
  • Ein Elektroventil mit zwei Positionen 31, das einer Feder 33 entgegenwirkend von einer Steuervorrichtung 32 gesteuert wird, ist zwischen dem Hydraulikkreis 17 und dem Wechselventil 26 angebracht und mit diesem durch eine Leitung 31A verbunden. Wenn sich die Steuervorrichtung 32, beispielsweise eine Steuervorrichtung elektromagnetischer Art, im Ruhezustand befindet, drückt die Feder 33 das Elektroventil 31 in die Position, in der das Wechselventil 26 mit der Rückleitung 16 des Hydraulikkreises 17 verbunden ist. Wenn die Steuervorrichtung 32 hingegen aktiv ist, drückt sie die Feder 33 zusammen, und das Elektroventil 31 nimmt seine Durchlassposition ein, in der das Wechselventil 26 mit der Versorgungsleitung 15 des Hydraulikkreises 17 verbunden ist. In der zuletzt genannten Position ist der Druck der Hydraulikflüssigkeit in der Leitung 15 größer als die Wirkung der Feder 27, so dass das Wechselventil 26 seine Durchlassposition einnimmt.
  • Die Steuervorrichtungen 19, 30, 32 und die leistungselektronische Vorrichtung 25 können mit einer Vorrichtung 34 gesteuert werden, beispielsweise einem Rechner.
  • Das hydraulische Antriebssystem 1 wird durch Sicherheitsventile 35 und 36 vervollständigt, die auf der Leitung 15 beziehungsweise 16 des Hydraulikkreises 17 angebracht sind, sowie durch einen Druckflüssigkeitsspeicher 37 und durch Nachspeisungsventile 38 und 39.
  • In 1 wird das System in seinem Ruhezustand dargestellt, in dem keine der Steuervorrichtungen 19, 25, 30 und 32 vom Rechner 34 aktiviert ist.
  • Wie schematisch in den 2, 3 und 4 veranschaulicht, kann das System 1 in drei verschiedenen Betriebsweisen arbeiten.
  • Im ersten Betriebsmodus, der in 2 veranschaulicht wird, aktiviert der Rechner 34 die Steuervorrichtung 32 des Elektroventils 31, lässt die Steuervorrichtung 30 jedoch inaktiv. Unter diesen Bedingungen richtet das Elektroventil 31 den Druck der Leitung 15 an das Wechselventil 26. Daraus folgt, dass das erste Wechselventil 26 seine Durchlassposition einnimmt, da der Druck größer ist als die Wirkung der Feder 27. Infolgedessen werden die Hydraulikanschlüsse 8 und 9 des Zylinders 2 von der Pumpe 23 getrennt, können aber über das Steuerventil 18 mit dem Hydraulikkreis 17 verbunden werden. Der Kolben 5 und das Organ 3 werden also nur von der Hydraulikflüssigkeit des Hydraulikkreises 17 angetrieben, wobei die Steuervorrichtung 19 des Steuerventils 18 vom Rechner 34 gesteuert wird.
  • Im zweiten Betriebsmodus des Systems 1, der schematisch in 3 veranschaulicht wird, aktiviert der Rechner 34 die Steuervorrichtung 30 des zweiten Wechselventils 28 sowie die leistungselektronische Vorrichtung 25, lässt jedoch die Steuervorrichtungen 19 und 32 inaktiv. Das Elektroventil 31 und das erste Wechselventil 26 befinden sich infolgedessen in ihrer Sperrposition, und das Steuerventil 18 ist inaktiv. Die Steuervorrichtung 30 hingegen überwindet die Wirkung der Feder 29, und das Wechselventil 28 nimmt seine Durchlassposition ein. Infolgedessen werden die Hydraulikanschlüsse 8 und 9 des Zylinders 2 vom Hydraulikkreis 17 getrennt, sind jedoch durch das zweite Wechselventil 28 mit der bidirektionalen Pumpe 23 verbunden. Der Kolben 5 und das Organ 3 werden also von der Pumpe 23 betätigt, die von dem durch die leistungselektronische Vorrichtung 25 gesteuerten Elektromotor 24 angetrieben wird, wobei die leistungselektronische Vorrichtung 25 wiederum vom Rechner 34 gesteuert wird.
  • Was den dritten Betriebsmodus des Systems 1 anbelangt, der in 4 veranschaulicht wird, so aktiviert der Rechner 34 gleichzeitig die Steuervorrichtungen 19, 30 32 und die leistungselektronische Vorrichtung 25. Unter diesen Bedingungen:
    • – befinden sich das Elektroventil 31 und das erste Wechselventil 26 wie im ersten Betriebsmodus in Durchlassposition; und
    • – befindet sich das zweite Wechselventil 28 ebenfalls in Durchlassposition (wie im zweiten Betriebsmodus), da die Steuervorrichtung 30 die Wirkung der Feder 29 überwindet.
  • Infolgedessen werden die Hydraulikanschlüsse 8 und 9 des Zylinders 2 durch das Steuerventil 18 mit dem Hydraulikkreis 17 verbunden und gleichzeitig auch mit der Pumpe 23. Der Kolben 5 und das Organ 3 werden also durch den Hydraulikkreis 17 und die elektrisch betriebene Pumpe 23 gemeinsam angetrieben.
  • Die Ausführungsform 40 des Systems der vorliegenden Erfindung, die in 5 dargestellt wird, ist mit dem System 1 der 1 bis 4 bis auf das zweite Wechselventil identisch. Im Falle des Systems 40 weist das zweite Wechselventil 41 (welches das zweite Wechselventil 28 ersetzt), zusätzlich zur Durchlassposition und zur Sperrposition eine passive Position auf, für die das zweite Wechselventil 41 eine externe Verbindung mit Durchlassbegrenzung zwischen den Hydraulikanschlüssen 8 und 9 des Zylinders 4 herstellt. Diese passive Position (in 5 dargestellt) liegt vor, wenn sich das erste Wechselventil 26 in Sperrposition befindet und sie durch die Wirkung der Gegenspieler-Federn 42 und 43 definiert wird. Je nach dem Begrenzungsgrad der Öffnung 44, die diese Verbindung mit Durchlassbegrenzung herstellt, kann man einen By-pass des Zylinders 2, eine mehr oder weniger große Dämpfung der Bewegungen des Kolbens 5 und des Ruders 3 oder sogar eine Fast-Blockierung des Kolbens 5 erhalten.
  • Die passive Position des zweiten Wechselventils 41 ist eine Position zwischen der Durchlassposition und der Sperrposition. Eine Steuervorrichtung 45 (analog zur Vorrichtung 30), die vom Rechner 34 gesteuert wird, ist dafür geeignet, das zweite Wechselventil 41 von seiner passiven Position in seine Durchlassposition wechseln zu lassen. Des Weiteren kann das zweite Wechselventil 41 unter der Druckwirkung der Hydraulikflüssigkeit in der Versorgungsleitung 15 über das gesteuerte Elektroventil 31 und eine Leitung 31B von seiner passiven Position in seine Sperrposition wechseln.
  • Das System 40 funktioniert demnach wie nachstehend beschrieben:
    • – gemäß des ersten Betriebmodus, der in 6 dargestellt wird und 2 entspricht, wird die Steuervorrichtung 32 vom Rechner 34 aktiviert, der die Steuervorrichtung 45 inaktiv lässt. Unter diesen Bedingungen richtet das Elektroventil 31 den Druck der Leitung 15 an die Wechselventile 26 und 41. Daraus folgt, dass das erste Wechselventil 26 die Durchlassposition einnimmt und das zweite Wechselventil 41 unter der Druckwirkung der Leitung 15 in die Sperrposition wechselt, wobei es von der Feder 42 unterstützt wird und die Wirkung der Feder 43 überwindet. Das Ruder 3 wird also durch das Steuerventil 18 vom Hydraulikkreis 17 gesteuert;
    • – gemäß des zweiten Betriebsmodus, der in 7 dargestellt wird und 3 entspricht, aktiviert der Rechner 34 die Steuervorrichtung 45 sowie die leistungselektronische Vorrichtung 25, während die Steuervorrichtungen 19 und 32 inaktiv bleiben. Infolgedessen befinden sich das Elektroventil 31 und das erste Wechselventil 26 in Sperrposition, und das Steuerventil 18 ist inaktiv. Die Steuervorrichtung 45 hingegen überwindet mit Hilfe der Feder 43 die Wirkung der Feder 42. Das Ruder wird also von der Pumpe 23 gesteuert, die wiederum vom Rechner 34 und der leistungselektronischen Vorrichtung 25 gesteuert wird;
    • – gemäß des dritten Betriebsmodus, der in 8 dargestellt wird und 4 entspricht, werden die Steuervorrichtungen 19, 32, 45 und die leistungselektronische Vorrichtung 25 gleichzeitig vom Rechner 34 aktiviert. Daraus ergibt sich also, dass sich das Elektroventil 31 und das erste Wechselventil 26 in Durchlassposition befinden. Das Gleiche gilt für das zweite Wechselventil 41, dessen Steuervorrichtung 45 mit Hilfe der Feder 43 die Wirkung der Feder 42 und die Druckwirkung in der Leitung 31B überwindet. Das Ruder 3 wird demnach vom Hydraulikkreis 17 und von der Pumpe 23 gemeinsam angetrieben.

Claims (5)

  1. Etektrisch gesteuertes hydraulisches Antriebssystem (1, 40) mit: – einer Servosteuerung (2), die der Steuerung von mindestens einem beweglichen Organ (3) dient; und einen Zylinder (4) umfasst, in dessen Inneren sich ein verschiebbarer Kolben (5) befindet, an dem das bewegliche Organ befestigt ist, wobei der Kolben den Zylinder in zwei Kammern (6, 7) unterteilt, von denen jede mit einem Hydraulikanschluss (8, 9) versehen ist, und die Servosteuerung mit einem Steuerventil (18) versehen ist, das mit einem Hydraulikkreis (17) verbunden ist, in dem eine Hydraulikflüssigkeit unter Druck fließt; – einer bidirektionalen Hydraulikpumpe (23), die von einem von einer leistungselektronischen Vorrichtung (25) gesteuerten Elektromotor (24) drehangetrieben wird; und – einen Umschaltvorrichtung (26, 28, 41), die es ermöglicht, die Hydraulikanschlüsse (8, 9) der Kammern (6, 7) entweder mit dem Steuerventil (18) oder mit der Pumpe (23) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (26, 28, 41) dafür geeignet ist, die Hydraulikanschlüsse (8, 9) der Kammern (6, 7) mit dem Steuerventil (18) und mit der Pumpe (23) gleichzeitig zu verbinden, und es dadurch zu ermöglichen, dass der Servosteuerung (2) die Summe aus der hydraulischen Leistung, die der Hydraulikkreis (17) liefert, und der hydraulischen Leistung elektrischen Ursprungs, die von der vom Elektromotor (24) angetriebenen Pumpe erzeugt wird, zugeführt wird.
  2. System gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: – die Umschaltvorrichtung aus einem ersten und einem zweiten Wechselventil (26, 28, 41) für spezielle Steuerungen besteht; – das erste Wechselventil (26) zwischen dem Steuerventil (18) und den Hydraulikanschlüssen (8, 9) angebracht ist, während sich das zweite Wechselventil (28, 41) zwischen den Hydraulikanschlüssen (8, 9) und der Pumpe (23) befindet; und – die speziellen Steuerungen des ersten und zweiten Wechselventils (26, 28, 41) es ermöglichen, die Hydraulikanschlüsse (8, 9) nicht nur entweder mit dem Steuerventil (18) oder mit der Pumpe (23) zu verbinden, sondern auch mit dem Steuerventil (18) und mit der Pumpe (23) gleichzeitig.
  3. System gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wechselventil (26): – entweder einen Durchlasszustand oder einen Sperrzustand annehmen kann; – von selbst seinen Sperrzustand annimmt; und – über ein gesteuertes Elektroventil (31) durch die Druckwirkung der Hydraulikflüssigkeit des Hydraulikkreises (17) in seinen Durchlasszustand gezwungen wird.
  4. System gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wechselventil (28): – entweder einen Durchlasszustand oder einen Sperrzustand annehmen kann; – von selbst seinen Sperrzustand annimmt; und – durch die Wirkung einer Steuervorrichtung (30) in seinen Durchlasszustand gezwungen wird.
  5. System gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wechselventil (41): – irgendeinen der drei Zustände annehmen kann, und zwar einen Durchlasszustand, einen Sperrzustand oder einen passiven Zustand, für den das zweite Wechselventil (41) eine externe Verbindung mit Durchlassbegrenzung (44) zwischen den Hydraulikanschlüssen (8, 9) herstellt; – von selbst seinen passiven Zustand annimmt; – durch die Wirkung einer Steuervorrichtung (45) in seinen Durchlasszustand gezwungen wird; und – über das gesteuerte Elektroventil (31) durch die Druckwirkung der Hydraulikflüssigkeit des Hydraulikkreises (17) in seinen Sperrzustand gezwungen wird.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69718659T2 (de) 1996-10-22 2003-05-22 Boeing Co Flugzeug mit ungepfeiltem schlitzflügel für den reiseflug
JP4151500B2 (ja) * 2003-07-18 2008-09-17 トヨタ自動車株式会社 油流制御弁の対向接続による油圧制御装置
US6892534B2 (en) * 2003-07-18 2005-05-17 Young & Franklin Inc. Electro-hydrostatic actuator with a failsafe system
US6799739B1 (en) * 2003-11-24 2004-10-05 The Boeing Company Aircraft control surface drive system and associated methods
US7494094B2 (en) 2004-09-08 2009-02-24 The Boeing Company Aircraft wing systems for providing differential motion to deployable lift devices
US7264206B2 (en) 2004-09-30 2007-09-04 The Boeing Company Leading edge flap apparatuses and associated methods
US7338018B2 (en) 2005-02-04 2008-03-04 The Boeing Company Systems and methods for controlling aircraft flaps and spoilers
US7789345B2 (en) * 2005-03-03 2010-09-07 Nabtesco Corporation Actuator control apparatus
US20100318245A1 (en) * 2005-03-03 2010-12-16 Nabtesco Corporation Flight control system
US7600715B2 (en) * 2005-03-25 2009-10-13 Nabtesco Corporation Local backup hydraulic actuator for aircraft control systems
US7721999B2 (en) 2005-05-20 2010-05-25 The Boeing Company Aerospace vehicle fairing systems and associated methods
US7475854B2 (en) 2005-11-21 2009-01-13 The Boeing Company Aircraft trailing edge devices, including devices with non-parallel motion paths, and associated methods
US7708231B2 (en) 2005-11-21 2010-05-04 The Boeing Company Aircraft trailing edge devices, including devices having forwardly positioned hinge lines, and associated methods
US7191593B1 (en) 2005-11-28 2007-03-20 Northrop Grumman Corporation Electro-hydraulic actuator system
US7460936B2 (en) * 2006-05-12 2008-12-02 Delphi Technologies, Inc. System and method for controlling vehicle hydraulic system
US20080091319A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-17 Deere And Company Electric circuit for a by-wire system
US20080087014A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-17 Deere And Company Hydraulic circuit for a steer-by-wire steering system
JP4410811B2 (ja) * 2007-06-11 2010-02-03 三菱重工業株式会社 アクチュエーションシステムおよびヘリコプター
US7954769B2 (en) 2007-12-10 2011-06-07 The Boeing Company Deployable aerodynamic devices with reduced actuator loads, and related systems and methods
US7766282B2 (en) 2007-12-11 2010-08-03 The Boeing Company Trailing edge device catchers and associated systems and methods
US20090320460A1 (en) * 2008-06-26 2009-12-31 Robert Peterson Aircraft Auxiliary Systems Pump
GB2469484B (en) * 2009-04-15 2013-09-18 Ge Aviat Systems Ltd Landing gear actuation control system
US8382045B2 (en) 2009-07-21 2013-02-26 The Boeing Company Shape-changing control surface
US8434301B2 (en) 2010-04-16 2013-05-07 Nabtesco Corporation Local backup hydraulic actuator for aircraft control systems
JP5603651B2 (ja) * 2010-05-13 2014-10-08 ナブテスコ株式会社 航空機アクチュエータの油圧装置
US8517335B2 (en) * 2010-05-21 2013-08-27 Sti Srl Fail-freeze device for positioner
JP5588260B2 (ja) * 2010-08-02 2014-09-10 ナブテスコ株式会社 航空機アクチュエータの制御装置
DE102010047540A1 (de) * 2010-10-05 2012-04-05 Airbus Operations Gmbh Hochauftriebssystem für einen Tragflügel eines Flugzeugs
JP2013147049A (ja) * 2012-01-17 2013-08-01 Nabtesco Corp 航空機アクチュエータの油圧システム
US20140033909A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Robert M. Murphy Methods and apparatus to control movement of a component
US11137000B2 (en) 2014-10-10 2021-10-05 MEA Inc. Self-contained energy efficient hydraulic actuator system
EP3112698B1 (de) 2015-06-30 2019-09-04 Goodrich Actuation Systems SAS Elektrische hydrostatische aktuatoren
JP2016176601A (ja) * 2016-05-23 2016-10-06 ナブテスコ株式会社 航空機アクチュエータの油圧システム
FR3054199B1 (fr) * 2016-07-25 2019-08-02 Airbus Operations Systeme d’actionnement d’une surface de controle d’un aeronef.
DE102017106693B3 (de) * 2017-03-29 2018-05-30 Voith Patent Gmbh Vorrichtung zum Regeln einer hydraulischen Maschine
US10633015B2 (en) * 2017-04-14 2020-04-28 Deere & Company Hydraulic steering system
RU178925U1 (ru) * 2017-08-15 2018-04-23 Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С.А. Чаплыгина" Комбинированный гидравлический привод
RU188632U1 (ru) * 2018-12-06 2019-04-18 Общество с ограниченной ответственностью "Гидравлические Комплексные Системы" Электрогидравлический привод устройства нагружения
RU191471U1 (ru) * 2019-04-23 2019-08-07 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") Нагрузочная машина для динамических испытаний рулевых приводов летательных аппаратов
CN110725817B (zh) * 2019-10-11 2021-02-02 太原理工大学 一种基于比例溢流阀的进出口独立调节电液位置伺服系统高能效控制方法
CN110953202B (zh) * 2019-12-04 2022-09-06 中国直升机设计研究所 一种液压系统余度转换装置和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2643516A (en) * 1951-12-08 1953-06-30 Goodman Mfg Co Fluid pressure system
GB2187511A (en) * 1986-03-05 1987-09-09 Varvara Vasilievna Selivanova Hydraulic control system of an actuating cylinder in an aircraft
US5074495A (en) * 1987-12-29 1991-12-24 The Boeing Company Load-adaptive hybrid actuator system and method for actuating control surfaces
FR2666787B1 (fr) * 1990-09-19 1992-12-18 Aerospatiale Actionneur hydraulique a mode hydrostatique de fonctionnement de preference en secours, et systeme de commande de vol le comportant.
DE19654781A1 (de) * 1996-12-31 1998-07-02 Liebherr Aerospace Gmbh Hilfseinrichtung zur Realisierung einer Redundanz für die Energieversorgung von Flugsteuerungsantrieben

Also Published As

Publication number Publication date
BR0106894B1 (pt) 2009-05-05
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ES2219540T3 (es) 2004-12-01
AU7068401A (en) 2002-01-08
WO2002001080A1 (fr) 2002-01-03
CA2382809A1 (fr) 2002-01-03
EP1216361A1 (de) 2002-06-26
US6625982B2 (en) 2003-09-30
EP1216361B1 (de) 2004-05-19
FR2811037A1 (fr) 2002-01-04
CA2382809C (fr) 2008-08-12
US20020121087A1 (en) 2002-09-05

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