DE6750316U - Steuervorrichtung fuer luftfahrzeug-flugsteuerungen - Google Patents

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PA3S5 373-S.7.6B

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#. 7. 1968

AUTOMOTIVE PRQDUGTS GOICPANY LIMITID, Tachbrook Road, Leamington Spa, Y/arwickshire, E η g 1 and

diese Anmeldung wird die Priorität aus der "britischen Patentanmeldung Nr. 20 209/67 vom 2. Mai 1967 "beansprucht.

Steuervorrichtung für Luftfahrzeug-Plugsteuerungen

Die Neuerung bezieht sich auf Steuervorrichtungen für Luftfahr zeug- Flugs teuerungen, "bei welchen die Bewegungen eines manuellen Steuerbauteils oder Signale von einem Autopiloten oder einem Selbst-Stabilisator dazu verwendet werden, die Zufuhr von Druckmit+^l nach einer Druckmittel-Motorvorrichtung zu steuern, welche das gesteuerte Element betätigt, wobei zwei komplette ' getrennte Druckmittelaysteme, die je ein Sei ektorventil ent-

halten, vorgesehen sind, um ein Strömungsmittel unter Druck nach der Motorvorrichtung zu liefern.

Es ist Aufgabe der Neuerung, eine Steuervorrichtung der vorgenannten Gattung zu schaffen, bei welcher die Zufuhr von Druckmittel nach der Motorvorrichtung durch jede der genannten Systeme, ob unter manueller oder automatischer Steuerung, trotz eines Ver-sagens des anderen Systems bewirkt v/erden kann.

Die Neuerung geht aus von einer Steuervorrichtung für Luftfahrzeug-Plugsteuerungen mit einer Druckmittel-Motorvorrichtung zum Bewirken einer gewünschten Steuerfunktion, bei welcher die druckmittelbetätigte Motorvorrichtung Druckmittelkammern aufweist, welche ein Druckmittel getrennt von zwei Druckmittelquellen empfangen, wobei die Lieferung von Druckmittel nach dejn Betätigungsbauteil von jeder dieser Quellen her durch erste und, zweite Selektorventile gesteuert wird, die so verbunden sind, daß sie gleichzeitig cbirch einen Hebelmechanismus betätigt werden, und wobei eine Einrichtung zum mechanischen Betätigen dieses Hebelmechanismus vorgesehen ist, um diese Steuerventile zu betätigen, und die Neuerung besteht darin, daß zwei separate Druckmittel druck-Steueraktuatoren vorgesehen sind, welche diesen Hebelmechanismus in Ansprecherwiderung auf elektrische Eingangssignale betätigen, daß die Steueraktuatoren in separaten Drackmittelkreisläufen angeordnet sind, welche durch separate elektrische Stromkreise gesteuert werden, und daß einer dieser Steueraktuatoren mit dem Hebe?mechanismus über eine nachgiebige Kupplungseinrichtung verbunden ist, derart, daß jeder der

bei den Steueraktuatoren unabhängig vom anderen zu betätigen ist.

Vorzugsweise sind die Steueraktuatoren doppelwirkende Druckmittel-Motorvorrichtungen.

Es kann eine Ventileinrichtung vorgesehen werden, um die ■beiden Enden des anderen Steueraktuatörs im Falle eines Vsr= lustes von Druckmitteldruck in dessen zugeordnetem Druckmittelsystem miteinander zu verbinden, so daß eine freie Bewegung desselben und eine Betätigung des Gestänges durch diesen einen SteuerakJuator ermöglicht wird.

Dieser eine Steueraktuator ist vorzugsweise mit einer Federeinrichtung ver.°-5hen, die in der Weise wirksam ist, daß sie den beweglichen Bauteil desselben in eine vorbestimmte Stellung drückt, wenn das Betätigungsdruckmittel für diesen versagt.

Die !feuerung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschriebe^ und zwar zeigt

Fig. 1 eine achematische Darstellung der Steuervorrichtung, wobei die DruckmittelverMndungen ia. vollen Linien und die elektrischen Verbindungen in gestricheltem linien dargestellt sind,

Fig. 2 einen Aufriß im Schnitt, welcher die Steueraktuatoren und die nachgiebige Verbindung zeigt, während

-A-

ig. 3 eine Scimittdarstellung eines der Ventile in der Vorrichtung wiedergibt.

In Fig. 1 ist die Druckmittel-Motölvorrichtung "bei 9 dargestellt und weist einen Zylinderbauteil 10 auf, der in zwei Bäume 11 und 12 unterteilt ist, welche in Tandemanordnung vorgesehen sind und in denen jeweils Kolben 13 und 14 verschiebbar sind, die an einer gemeinsamen Kolbenstange 15 sitzen, wobei diese Kolbenstange an einem ortsfesten Aufbau verankert ist und der Zylinderbauteil darauf bewegbar ist. Die Kolben 13 und 14 unterteilen die Räume 11 und 12 jeweils in Kammern.

16 und 17 und in Kammern 18 und 19.

Die v/ahlweise Verbindung der Kammern 16 und 17 mit einer Leitung 21, die nach einer Druckquelle (nicht dargestellt) führt, und mit einer Leitung 22, die nach einem Vorratsbehälter oder Ablaß (nicht dargestellt) führt, wird durch ein Selektorventil 23 gesteuert, und die wahlweise Verbindung der Kammern 18 und 19 mit entsprechenden Leitungai 21a und 22a, wobei die Leitung 21a nach einer separaten Druckmittelquelle führt, wird durch ein entq> rechendes Selektorventil 23a gesteuert, wobei die Motoröffnungen der jeweiligen Selektorventile mit den entsprechen -λ Kammern in der Motorvorrichtung über zusätzliche Ver Ie 24, 24a verbunden sind, welche eine der Kammern 16 oder

17 oder der Kammern 18 oder 19 direkt mit der Leitung 21 oder 21a verbinden, von denen jene Kammern Druckmittel zu den Zeitpunkten empfangen, wenn die Motoröffnungen des zugeordneten Selektorventils geschlossen sind. Wenn somit die Druckmittel-

zufuhr nach der Motorvorrichtung über eines der Selektorventile versagt, während die Hotorvorrichtung unter einer hohen äußeren "Belastung steht, wobei somit ein übermäßiger Druck in der einen Kammer der Motorvorrichtung, welche über das andere Selektorventil beliefert wird, entsteht, so kann der übermäßige Druck über das Yentil 24 oder 24a nachgelassen werden, bis er auf einen Wert absinkt, der im wesentlichen gleich, dam Lieferdruck ist.

^Λ Die Kolben der beiden Selektorventile 23, 23a sind beide

mit dem einen Ende eines Differentialhebels 25 schwenkbaijverbunden, der in der Mitte bei 26, oder an einer Konsole 27, schwenkbar ist und dessen Winkelbewegung durch Anschläge bei 28 begrenzt wird. Die Befestigung des Differentialhebels 25 wird vorzugsweise durch den Zylinderbauteil 10 der Motorvorrichtung 9 getragen, wie auch die Ventile 23» 23a, 24, 24a. Am anderen Ende des Differentialhebels 25 ^s t der Mittelpunkt eines Reduktionshebels 29 schwenkbar befestigt, von dem das ζ eine Ende 31 durch ein mechanisches Gestänge an eine Piloten-Steuersäule gekuppelt ist. Das andere Ende 32 des Reduktionshebels 29 ist schwenkbar an zwei Druckmittel-Steueraktuatoren 33 und 33a gekuppelt, die im Nachfolgenden noch näher beschrieben werden, wobei der Steueraktuator 33 mit dem Hebel 29 über eine nachgiebige Kupplung 34' verbunden ist, die ebenfalls nachfolgend näher beschrieben wird. Die Körper der Steueraktuatoren 33 und 33a werden ebenfalls durch den Zylinder 10 der Motorverrichtung 9 getragen.

Es ist ersichtlich, daß durch eine Bewegung des Reduktionshebels 29 durch die Piloten-Steuersäule dieser um seine Verbindung mit den Steueraktuatoren 33, 33a geschwenkt wird urn daß der Differentialhebel bewegt wird, um die Selektorventile 23 und 23a zu betätigen, wodurch Strömungsmittel unter Druck den beiden Kammern der Motorvorrichtung zugeführt wird, um dem Zylinder der letzteren in der einen oder anderen Richtung zu bewegen, wobei die Bewegung des Zylinders eine Folgeaction erzeugt, welche die Teodenz hat, die Selektorventile in ihre neutra len Stellungen zurückzubringen.

In gleicher Weise veranlassen die Steueraktuatoren den Re^uktionshebel 29, um seine Verbindung mit dem mechanischen Gestänge zu schwenken und die Selektorventile 23 und 23a in einer ähnlichen Weise zu betätigen.

Die Steueraktuatoren 33 und 3^3a sind doppelt vi rkende Aktuatoren, denen ein Strömungsmittel unter Druck, wenn eine Betätigung erforderlich ist, über jeweilige Selektorventile 34, 34a zugeführt wird, denen wiederum das Strömungsmittel durch Pilotventile 35 und 35a zugeführt wird, wobei die Selek'fcorventile und Pilotventile von irgendeiner zweckmäßigen Ausführungsform sind. Die Selektorventile 34, 34a können Ventile vom Atchley-Modell Typ 408 sein, bei welchem das Askania Strahlrohrprinzip verwendet wird, doch können auch andere Ventiltypen verwendet werden.

Die Selektorventile 34, 34a und die Pilotventile 35, 35a werden durch elektromagnetische Mittel betätigt, wobei elektrische Signale von einem Autopiloten oder einem Selbst-Stabilisator, die über eine Eingangseinheit 36 geliefert v/erden, über Monitorsi 37, 37a den Pil otventii at euer wagen und üüer Demodulator-Yerstärkereinheiten 38, 38a den _.<-lektorven ti !Steuerungen zugeführt werden. Jeder Steueraktuator enthält eine lineare Dliferentialtransformatoreinheit 39 oder

die Demodulator-lrerstärkereinheiten 38, 33a liefert. Jeder Monitor 37 oder 37a nimmt das gleiche Eingangssignal an wie das zugehörige Selektorventil 34 oder 34a. Per Monitorstromkreis ist ein elektronisches Äquivalent des Druckmittelsystems, welches den Selbstaktuator und dessen Selektorventil enthält, (d.h. seine Übertragungsfunktion ist er dieses Druckmittel-Systems identisch), und er wandelt das Eingangseigr-.al in ein Bezugssignal um, welches dem des Ausganges des Druckmittelsystems äquivalent ist. Da somit das Rückkopplungssignal vom linearen Differentialtransformator in jedem Steueraktuator den Ausgang des Druckmittelsystems repräsentiert, zeigt ein Vergleich desselben im Monitor mit dem Bezugssignal, ob das Ansprechen des Steueraktuators auf das Eingangssign&l korrekt ist. Wenn das Bezugssignal und das Rückkopplung?"signal um mehr als einen vorbestimmten Betrag voneinander abweichen, dann wird d^ie elektrische Verbindung nach den Ventilen, lie dem Steueraktuator zugeordnet sind, unterbrochen, so daß die Steuersignale nur den

Ventilen des anderen Steueraktuators zugeführt werden. Unter ! diesen Umstanden verbindet das Piloten ventil 35 oder 35a das ', Selektorventil 34 cd er 34a mit dem Ablaß, und es kann kein I

j Druck dem Steueraktuator übermittelt werden* |

Aus Fig. 2 geht hervor, daß der Steueraktuator 33 einen Körper 41 aufweist, in welchem ein Kolben 42, der durch einen Stößel 43 getragen wird j verschiebbar ist* Das eine Ende des Stößels 43 erstreckt sich in.die nachgiebige Kupplung 34' hinein, die weiter unten beschrieben wird, während das andere Ende die bewegliche Komponente des linearen Differentialtrans format ο rs 39 trägt. Die Strömun^smittelräume auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 42 werden durch federbelastete Ringkolben 44 begrenzt, die sich bei Abwesenheit von Druckmitteldruck in diesen Säumen nach innen bewegen, um mit Schultern 45 im Körper in Yfirkvei'bindung zu kommen und fen Kolben 42 gegen Bewegung festzuhalten. Der andere Steueraktuator 33a ist im allgemeinen dem Aktuator 33 ähnlich, mit der Ausnahme, daß die federbelasteten Ringkolben fehlen. Der Stößel 43a des Steueraktuators 33a ist schwenkbar mit dem einen Ende eines Verbinaongsgestänges 46 verbunden, welches seinerseits bei 32 am Reduktionshebel 29 schwenkbar befestigt ist. Das ^ andere Ende des Yerbindungsgestänges 46 trägt das Gehäuse 47 der nachgiebigen Kupplung 34^f ₅ welche die Porm eines Federkastens hat, wobei eine darin befindliche Peder 48 zwischen Anschlagbauteilen 49, 51 wirksam ist, die mit Anschlagflächen im Gehäuse 47 und am Stößel 43 zusammenwirken, um diese beiden Komponenten normalerweise in festgels gten Selativstellungen zu halten, aber eine Relativbewegung zwischen ihnen in jeder ni?r.Ving mter Kräften zuzulassen, die ausreichen, um die Kraft

Feder 48 zu überwinden.

Der Steueraktuator 33a ist mit seinem zugeordneten Selektorventil 34a über ein Zentralisierungsventil 52 verbunden, welches schematisch in Pig. 1 und im einzelnen in Fig. 3 dargestellt ist, wobei das Zentralisiorungsventil b.ei Verlust von Druckmitteldruck aus: dem Druokmittelkreislauf, welcher diesen Steueraktuator beliefert, in der Welse wirksam ist, daß es die Kammern auf den beiden Seiten des Aktuatorkolbens miteinander verbindet und auf diese Weise dem Kolben die Möglichkeit gibt, sich frei im Aktuatorkörper zu bewegen. Wie in Fig. 3 dargestellt, weist das Zentralisierungsventil einen Kolben auf, welcher, solange Druckmittel» druck im System auf das eine Ende desselben bei 53 einwirkt, in einer Stellung gehalten wird, in dsr er Leitungen, die vom Selektorventil 34a her führen, mit Leitungen verbindet, die nach dem Steueraktuator führen, der aber, wenn der Druck versagt bzw. ausbleibt, durch eine Feder 54 bewegt wird, um sowohl die vom Selektorventil herführenden Leitungen als auch die nach dem Steueraktuator hinführenden. Leitungen mit dem Ablaß verbinden.

Aus der vorangehenden Besohreibung ergibt sich, daß jedes der Paare von Kammern 16, 17 und 18, 19 in der Motorvorricirfcung 9, bei v/elcher das Selektorventil 24 oder 24 a die Zufuhr von Druckmitteldruck nach diesen Kammern steuert, ein System mit einer separat ei Quelle für Druckzufuhr bildet^ v/elches ganz

von dem ;anderen Paar von Kammern und Selektorventil getrennt ist. Darüber hinaus befindai sich jeder der Steueraktuatoren 33 und 33a und dessen zugeordnete Ventile in einem Druckmitteldruck-Kreislauf, der von demjenigen, welcher den anderen dieser Aktuatoren enthält, völlig getrennt ist und ein separates elektrisches Steuersystem aufweist. Die Lieferung von Druckmitte! dii'uck nach jedem Paar von Kammern der Motorvorrichtung 9 und nach dem St euer aktuator auf der gleichen Seite der Hebel gfc 25, 29, auf welcher das Selektorventil 23 oder 23a für jene Kammern liegt, wird von einer gemeinsamen Quelle her abgeleitet.

Solange das ganze System voll betriebsfähig ist, werden durch Bewegung des manuellen Gestänges oder durch ein Signal, welches vom Autopiloten oder Selbst-Stabilisator abgeleitet wird, beide Selektorventile 23 und 23a betätigt, und Druckmittel druck arbeitet* in beiden Hälften der Motorvorrichtung, um die Steuertätigkeit bzw. -funktion auszuführen. Wenn der Druckmitteldruck von der Quelle, welche die Motorkammern 16 und 17

und den Steueraktuator 33 beliefert, ausbleibt, dann wird dieser Aktuator in einer Mittelstellung durch die federbelasteten Kolben 44- verriegelt, aber die nachgiebige Kupplung 34· ermöglicht es, daß die Hebel durch den anderen Steueraktuato: 33a bewegt werden, um die Druckmitteldruckzufuhr über das Selektorventil 23a nach den Motorkammern 18 und 19 zu steuern, so daß auf diese Weise eine wirksame Steuerung aufrechterhalten wird.

Wenn andererseits der Druckmitteldruck von der die Motorkammern 18 und 19 und den Steueraktuator 33a beliefernden

Quelle ausbleibt, dann wird dieser Aktuator von jeglichem Festhalten durch den Druckmitteldruck befreit, und dt>r Steueraktuator 33 kann die Hebel bewegen, um die Zufuhr von !Druckmitteldruck über das Selektorventil 23 nach den Motorkammern

16 und 17 zu steuern, wodurch wiederum eine wirksame Steuerung aufrechterhalten wird.

Wenn eine elektrische Einheit in der Schaltungj welche den einen der Steueraktuatoren 33 oder 33a steuert, versagt, dann wird dieser Aktuator infolge des Schließens seines zugehörigen £ilotventils 3-5 oder 35a außer Betrieb gesetzt, aber das zugehörige Selektorventil 23 oder 23a bleibt durch die Hebel betriebsbereit, und der übrigbleibende Steueraktuator steuert die Zufuhr von Druckmitteldruck nach beiden Hälften der Motorvorrichtung.

Y/enn beide Steueraktuatoren aus irgendeinem ("runde unwirksam werden — vorausgesetzt, daß Druckmitteldruck immer noch für die Zufuhr über eines der Selektorventile 23, 23a nach der Motorvorrichtung verfügbar ist — dann kann die Steuerfläche durch das mechanische Gestänge bewegt werden, wobei durch das Halten des Kolbens des Steueraktuators 33 in einer zentralen Stellung durch die federbelasteten Ringkolben 44 ein ortsfester Echwenkpunkt für den Seduktionshebel 29 vorgesehen vdrd, damit dieser dis Selektorventile 23, 23a betätigen kann.

Sie feuerung betrifft auch Abänderungen, der im beiliegenden Senuczanspruch 1 umrissenen Ausfuhrungsform und "bezieht sieh vor allem auch auf sämtliche Heuerungsmerkmale, die im. einzelnen - oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Schut zansprüche |

Claims (5)

Sciiutzansprüche

1. Steuervorrichtung für Luftfahrzeug-Flugsteuerungen mit einer Druckmittel-Motorvorrichtun^ zur Ausführung einer gewünschten Steuerfunktion, wobei die druckmittelbetatigte Motorvorrichtung Drucxmittelkammern aufweist, die einen Druckmitteldruck separat von zwei Drue.cmittel-Lieferquellen empfangen, wobei ferner zur Steu.rung der Zufuhr von Druckmitteldruck nach der Betätigungskammer von jeder dieser Quellen her erste und zweite Selektorventile vorgesehen sind, die gleichzeitig durch einen Hebelmechanismus betätigbar sind, und wobei eine Einrichtung zum mechanischen Betätigungen dieses Hebelmechanismus vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Hebelmechanismus (25, 29) zwei separate Druckmitteldruck-Steueraktuatoren (33, 33a) in separaten Druckmittelkreisläufen vorgesehen sind una daß der eine der SteueraKtuatoren (33) über eine nachgiebige i^up_:lung (34¹) mit dem Hebelmeciianisrnus (25, 2°·) verbunder, ist, derart, dau der Hebelmechanismus (25, 29) c oh den anderen öteueraKtuator (33a) betätigbar ist, v/enn dieser eine Steueraictuator (33) versagt

und unbeweglich ist.

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2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dato die Steueraktuatoren (33, 33a) doppelt v/irkende Druckmittei-Kotorvoriichtungen sind.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge. .nnzeichnet, daß ein "Ventil vorgesehen ist, welches die beiden I-iden des anderen Steueraktuators (33a) im Falle eines Verlustes von Druckmitteldruck: im zugecraneten Druckmittelkreislauf iuiteinanaer verbindet.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Steueraktuator (33) mit einer Feder (48) versehen ist, weiche den beweglichen Bauteil (42, 43) desselben in eine vorbestiinmte Stellung drückt, falls der Betätigungsdruck für diesen ausbleibt.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelmechanismus (25, 29) einen Differentialhebel (25) aufv/eist, v/elcher einen Drehpunkt (26) zwischen seinen Enden hat und am einen Snde mit den Selektorvemrilen (23,23a) verbunden ibt, daß er ferner einen Reduktionshebel (29) aufweist, der am anderen Ende des Differentialhebels (25) schwenkbar befestigt ist und am einen Ende ::.it einem manuellen Steuergestänge und am anderen Ende mit den Steueraktuatoren (33, 33a) verbunden ist.

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ό. oteuervorrichtun^ nach Anspruch 1 bis 5, daaurcn ^e-Kennzeichnet, daii die nachgiebige Kupplung (34*) aus üineia Feder-Kasten mit einem o-ehäuse (47) besteht, v/ubei ein ütöbel (43) sich in dieses Gehäuse (47) hinein erstreckt) in welchem eine Feder (48) zwischen zwei Anschlagbauteilen (49j 51) angeordnet ist. die .Ie mit Anschlagflächen sowohl am Stößel (43) als auch am Gehäuse anstoßen.