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Die
vorliegende Erfindung betrifft die kontrollierte Bremsung eines
Fahrwerks eines Flugzeuges und insbesondere eine Bremsvorrichtung
für ein Fahrwerk,
dessen Räder
im allgemeinen auf zwei symmetrisch ausgebildete Gruppen beiderseits
der Längsmittelebene
des Flugzeugs verteilt sind, wobei jedes Rad mit einer Bremse ausgerüstet ist,
die durch ein Bremspedal betätigt
wird.
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Es
gibt bereits zahlreiche Bremsvorrichtungen, die mit einem ersten
Hydraulikkreis, der aus einer dazugehörigen Hydraulikquelle gespeist
und unter normalen Bedingungen für
die Bremse verwendet wird, und einem Hilfshydraulikkreis ausgestattet
sind, der aus einer anderen Hydraulikdruckquelle gespeist wird und
nur im Fall einer Panne in Funktion tritt.
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Herkömmlicherweise
führen
die beiden Hydraulikkreise (Normalkreis und Hilfskreis) jeweils
zu verschiedenen Bremsen über
ein Bremsventil, das ein Servoventil ist, welches durch eine Steuereinheit elektrisch
gesteuert wird, die Informationen entsprechend dem Drücken der
Bremspedale und im allgemeinen auch der Geschwindigkeit des betreffenden Rades
misst. Zum Stand der Technik wird auf die Dokumente EP-A-O 443 213,
US-A-4,834,465, US-A-5,050,940, US-A-5,024,491, US-A-3,926,479, FR-A-2.038.801
und DE-B-1.118.020 verwiesen. Ein weiteres Beispiel für eine elektrohydraulische
Bremsvorrichtung für
ein besonders ausgebildetes Fahrwerk eines Flugzeuges ist in dem
Dokument US-A-5,398,173 der Anmelderin beschrieben.
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Die
in den vorgenannten Dokumenten beschriebenen unterschiedlichen Bremsvorrichtungen umfassen
folglich Servoventile mit elektrischer Steuerung, deren Struktur
systematisch zwei hydraulische Stufen umfasst, die über eine
hydraulische Verbindung miteinander verbunden sowie der Steuerung bzw.
der Verteilung zugeordnet sind, wobei die Steuerstufe auf den Schieber
der Verteilungsstufe einwirkt. Die hydraulische Steuerstufe wird
elektrisch gesteuert, und der Versorgungsdruck am Eingang des Servoventils
wird im Bereich der Verteilungsstufe durch Strömungsquerschnitte (Düsen) moduliert,
die nach einem Prinzip eines hydraulischen Leckverlustes, der allgemein
in der Größenordnung
von einem Liter pro Minute liegt, arbeiten. Diese hydraulischen Leckverluste
sind bei einer solchen Ausgestaltung immer unvermeidlich, und ihre
Höhe macht
die Verwendung solcher Servoventile schwierig, wenn die Hydraulikquelle
aus einem Hydraulikspeicher gebildet ist, was für den Hilfskreis der Fall sein
kann. Denn das Fluid volumen, das durch die permanente Leckage dieser
Servoventile verbraucht wird, steht nicht mehr für die Versorgung der Bremsen
zur Verfügung, wodurch
die Dauer und die Anzahl der Bremsbetätigungen, ehe der Speicher
leer ist, beträchtlich
eingeschränkt
wird.
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Obgleich
die Struktur derzeit verwendeter Bremsservoventile im ganzen genommen
beherrscht wird, sind einem Fachmann auf diesem Gebiet die Nachteile
und die Beschränkungen
der Verwendung derartiger Bremsventile wohl bekannt.
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Der
am Ausgang des Servoventils gewonnene Gebrauchsdruck, der von der
Intensität
des Sollstroms abhängt,
wird nämlich
mit einer unzureichenden Genauigkeit erhalten. Erstens kann durch
die mechanische Regelung des Servoventils in Höhe der Düsen nicht erreicht werden,
dass die Schwankung des Gebrauchsdrucks unter einigen Bar, an gewissen
Stellen sogar in der Größenordnung
von etwa Zehn Bar liegt, wenn man die Phänomene von Nicht-Linearität und Hysterese,
die jeder hydraulischen Vorrichtung zu eigen sind, berücksichtigt.
Außerdem
ist das Servoventil empfindlich gegenüber Schwankungen des Versorgungsdruckes
und der Temperatur des Hydraulikfluids, wodurch selbst bei normalem
Gebrauch Schwankungen des Gebrauchsdrucks von mehreren Bar induziert
werden können.
Und schließlich
führt die
mechanische Abnutzung der Düsen
zu einer unvermeidbaren Drift über
die Zeit.
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Die
Erfindung zielt genau auf die Lösung
dieses Problems und die Entwicklung einer Bremsvorrichtung ab, die
leistungsfähiger
ist, indem sie weniger empfindlich gegenüber den Phänomenen von Temperatur und
Verschleiß sowie
gegenüber
Versorgungsschwankungen ist, während
sie in Bezug auf den Gebrauchsdruck sehr genau bleibt, ohne dass lästige regelmäßige Einstellungen
vorgenommen werden müssen.
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So
ist das Ziel der Erfindung, eine Bremsvorrichtung für ein Fahrwerk
eines Flugzeugs vorzusehen, deren Struktur den Erhalt einer genauen
und über
die Zeit konstanten Bremsung ermöglicht,
und dies ohne die genannten Nachteile, die der Verwendung von Bremsservoventilen
mit zwei hydraulischen Stufen anhaften.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
eine Bremsvorrichtung für
ein Fahrwerk eines Flugzeugs gelöst,
dessen Räder
jeweils mit einer Bremse ausgerüstet
sind, die durch ein Bremspedal betätigt wird, wobei die Bremsvorrichtung
zwei Druckquellen hat, die jeweils einen Hydraulikkreis speisen,
darunter einen Normalkreis und einen bei einem Ausfall eingreifenden
Hilfskreis, wobei diese beiden Hydraulikkreise über ein dazugehöriges Bremsventil
zu jeder der verschiedenen Bremsen führen, wobei die Bremsventile
des Normalkreises und/oder des Hilfskreises aus Ventilen mit Direktantrieb
gebildet sind, die mittels einer dazugehörigen elektronischen Steuereinheit
elektrisch gesteuert werden.
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Die
Ventile mit Direktantrieb oder wie im Englischen "Direct-Drive-Valve" (DDV) sind zur Überraschung
eines Fachmannes auf diesem Gebiet im Rahmen einer integrierten
Verwendung in Bremssystemen für
ein Flugzeug sehr leistungsfähig.
Derartige Ventile mit Direktantrieb wurden bis dahin nur zur Lage-
und Bewegungsregelung in Werkzeugmaschinen (beispielsweise in Walzwerken)
oder in Kraftfahrzeugaufhängungen
verwendet. Bei den bekannten Anwendungen solcher Ventile mit Direktantrieb
ist im allgemeinen eine Durchflussmengenregelung (und keine Druckregelung)
vorgesehen, gemäß der die Position
des Verteilers des Ventils mittels eines Positionssensors gesteuert
wird.
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Gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung
sind nur die Bremsventile des Hilfskreises aus Ventilen mit Direktantrieb
gebildet, während
die Bremsventile des Normalkreises ihrerseits Servoventile herkömmlicher Art
sind. Dies führt
bereits zu einem großen
Vorteil, der sich aus der Schwierigkeit, herkömmliche Servoventile mit zwei
hydraulischen Stufen in dem Hilfskreis zu verwenden, ergibt, für den Fall,
dass die Hydraulikquelle dieses Kreises aus einem Hydraulikspeicher
gebildet ist. Man kann dann vorsehen, dass die Bremsventile mit
Direktantrieb jeweils mit den Bremsen eines Paares von Rädern verbunden
sind.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
sind die Bremsventile des Normalkreises und des Hilfskreises alle
aus Ventilen mit Direktantrieb gebildet. Man hat dann zahlreiche
Vorteile, die weiter unten detaillierter beschrieben werden und
der Verwendung von Ventilen mit Direktantrieb für den gesamten Bremskreis und
demzufolge gleichzeitig für
eine normale Verwendung und einer Verwendung im Falle eines Ausfalls
anhaften.
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Gemäß einem
vorteilhaften Merkmal werden wenigstens einige der Ventile mit Direktantrieb
druckgeregelt.
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Im
Rahmen der Verwendung von Bremsventilen mit Direktantrieb in einem
Bremskreis ist eine solche Druckregelung äußerst vorteilhaft im Gegensatz
zu einer Positionsregelung, die für solche Ventile gelegentlich
in völlig
anderen technologischen Umgebungen verwendet wird.
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Vorzugsweise
schließt
dann jedes druckgeregelte Ventil mit Direktantrieb einen hydraulischen Verteiler
und einen elektrischen Betätigungsmotor ein,
der von einer dazugehörigen
Steuerelektronik gesteuert wird, sowie am Nutzausgang des hydraulischen
Verteilers einen Drucksensor, der an die genannte Steuerelektronik
ein elektrisches Signal sendet, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist. Falls
erwünscht,
kann das druckgeregelte Ventil mit Direktantrieb auch durch einen
mit dem elektrischen Betätigungsmotor
verbundenen Positionssensor positionsgeregelt werden, der an die
dazugehörige Steuerelektronik
ein entsprechendes elektrisches Signal sendet.
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Da
das Ventil mit Direktantrieb die erste hydraulische Stufe herkömmlicher
Servoventile (beispielsweise ein hydraulischer Vierfach-Potentiometer)
nicht enthält,
ist die Energie zum Steuern des Verteilers des Ventils jetzt elektrisch
(denn es handelt sich nur um die Steuerung des Betätigungsmotors des
Verteilers) und nicht mehr hydraulisch (durch die Leckage der ersten
hydraulischen Stufe des Servoventils). Im Gegensatz zu dem, was
man von herkömmlichen
druckgeregelten oder nicht druckgeregelten Servoventilen kennt,
ist der Leckverlust des Ventils mit Direktantrieb (Zufluss gegen
Rückfluss) jetzt
auf den Verteiler dieses Ventils begrenzt, und liegt demzufolge
konstruktionsbedingt unter dem Leckverlust eines herkömmlichen
Servoventils. Dies öffnet
den Weg zu einer echten elektrischen Bremse insbesondere für den Hilfskreis,
in dem die Versorgung volumenbegrenzt ist, beispielsweise durch
die Verwendung eines Hydraulikspeichers, was bis dahin mit den herkömmlichen
Servoventilen zu einengend war, aufgrund der Erfordernis, das zur
Speisung verfügbare
hydraulische Volumen stark zu vergrößern, insbesondere indem man
die Kapazität
des Hydraulikspeichers erhöhte.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Merkmal ist ein Parkbremskreis mit dem Hilfskreis
mit einer gemeinsamen Speisung kombiniert, wobei der Parkbremskreis über ein
dazugehöriges
Wechselventil, das stromabwärts
des entsprechenden Ventils mit Direktantrieb angeordnet ist, zu
jeder der Bremsen der Räder
führt.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Studium der folgenden
Beschreibung und der beigefügten
Zeichnungen deutlicher, die besondere Ausführungsbeispiele der Erfindung
betreffen. In den Figuren zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung,
bei der die Ventile mit Direktantrieb nur den Hilfskreis betreffen,
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2 eine
schematische Darstellung, die analog zu der der 1 ist
und die Steuereinheit des Normalkreises zeigt,
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3 eine
Ausführungsvariante
der 2, bei der die Bremsventile des Normalkreises
ebenfalls Ventile mit Direktantrieb sind,
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4 eine
gesonderte schematische Ansicht, welche die Integration eines Ventils
mit Direktantrieb in einen Bremskreis elektrischer Art zeigt,
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5 ebenfalls
eine schematische Teilansicht, in der ein Ventil mit Direktantrieb
mit seinem Elektromotor und seinem hydraulischen Verteiler sowie
seinen Steuer- und Regelungselementen gezeigt ist.
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Die 1 zeigt
eine Bremsvorrichtung für ein
Fahrwerk eines Flugzeugs, und man hat beispielhaft eine Einheit
aus zwei Paaren von Rädern
R dargestellt, von denen sich ein Paar auf der linken Seite des
Flugzeugs und das andere Paar auf der rechten Seite des Flugzeugs
befindet. Die mit F bezeichneten Bremsen jedes Rades werden durch
Bremspedale betätigt,
die hier nicht gezeigt sind. Man stellt fest, dass jedes Rad im
vorliegenden Fall mit einem Tachometer T ausgerüstet ist, der jeweils eine
Information über
die Geschwindigkeit des betreffenden Rades an die elektronischen
Steuerelemente sendet.
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Die
mit 100 bezeichnete Bremsvorrichtung umfasst zwei Druckquellen,
die jeweils einen Hydraulikkreis speisen. So erkennt man einen als
Normalkreis 101 bezeichneten Hydraulikkreis und einen als Hilfskreis 102 bezeichneten
Hydraulikkreis, der im Falle eines Ausfalls eingreift.
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Im
vorliegenden Fall ist der Normalkreis 101 gemäß einer
herkömmlichen
Technik ausgebildet, indem er in erster Linie mit 109 bezeichnete
Bremsservoventile um fasst, die jeweils einer Radbremse zugeordnet
sind. Demzufolge wird nur kurz auf die verschiedenen Bestandteile
dieses Hydraulikkreises 101 hingewiesen.
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Der
Eingang des Kreises, der mit 103 bezeichnet ist, führt zu einem
Elektroventil 104, stromabwärts desselben man einen Zweig 105 erkennt, der
mit einem Drucksensor 106 ausgerüstet ist. Der Zweig 105 führt zu einem
gemeinsamen Zweig 107, der parallel die Zweige 108 speist,
deren Anzahl gleich der Anzahl der betreffenden Räder (im
vorliegenden Fall vier) ist. Jeder Zweig 108 umfasst hintereinander
ein herkömmliches
Servoventil 109 mit zwei hydraulischen Stufen, stromabwärts desselben
sich eine hydraulische Sicherung 110 und eine Rohrabzweigung
für einen
Drucksensor 111 befindet.
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Der
Hilfskreis 102 umfasst seinerseits eine Hydraulikquelle,
die im vorliegenden Fall aus einem Hydraulikspeicher gebildet ist.
Dieser Hilfskreis 102 umfasst genauer gesagt einen Eingang 122,
der zu einem Rückschlagventil 113 führt, stromabwärts desselben
sich ein erster Zweig 114 befindet, der mit einem Speicher 115 und
einem Drucksensor 116 versehen ist und zu einem Elektroventil 117 führt, das analog
zu dem vorgenannten Elektroventil 104 ist. Der andere Zweig 119 führt seinerseits
zu einem Parkelektroventil 122, stromabwärts desselben
sich ein Zweig 123 befindet, der zum Eingang zweier Wechselventile 121 führt, stromabwärts derselben
sich eine hydraulische Sicherung 124 und ein Drucksensor 125 befindet,
ehe man über
einen Zweig 128 zur Bremse F jedes Rades gelangt.
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Am
Ausgang des Elektroventils 117 befindet sich ein Zweig 118,
der zu zwei Ventilen 150 führt, die gemäß einem
Merkmal der Erfindung Ventile mit Direktantrieb (oder "Direct-Drive-Valve" oder DDV) sind.
Jedes dieser Ventile 150 mit Direktantrieb wird durch eine
mit 120 bezeichnete dazugehörige elektronische Steuereinheit
(hier den beiden Ventilen gemeinsam) über mit 127 bezeichnete
Verbindungen gesteuert. Wie dies weiter unten unter Bezugnahme auf
die 5 näher
dargelegt wird, ist jedes Ventil 150 mit Direktantrieb
vorzugsweise mit einer sich in demselben befindlichen Steuerelektronik
ausgerüstet,
die die Druckregelung des Ventils mit Direktantrieb gewährleistet
und die Druckbefehle der dazugehörigen
elektronischen Steuereinheit 120 empfängt. Der hydraulische Nutzausgang
jedes dieser Ventile 150 ist mit 126 bezeichnet
und führt
zum anderen Eingang der vorgenannten Wechselventile 121.
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In
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind folglich
die Bremsventile des Hilfskreises 102 aus Ventilen mit
Direktantrieb (hier zwei Ventile 150) gebildet, während die
Bremsventile des Normalkreises 101 Servoventile 109 herkömmlicher
Art sind.
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Außer der
Vereinfachung des Hilfskreises 102, die sich aus der Verwendung
von Ventilen mit Direktantrieb anstelle von herkömmlichen Servoventilen ergibt,
erzielt man zahlreiche nützliche
Vorteile, die der Struktur dieser besonderen Art von Ventilen anhaften
und die beim Studium der folgenden allgemeinen Beschreibung der
schematischen 4 und 5 besser
verständlich
werden.
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Die 4 zeigt
einen mit 10 bezeichneten Abschnitt eines hydraulischen
Bremskreises mit einer Versorgungsleitung 11, die an einem
Elektroventil 12 ankommt. Der Nutzausgang des Elektroventils, der
das Bezugszeichen 13 hat, führt zu einem Ventil 50 mit
Direktantrieb, wobei der Rückleitungsausgang dieses
Elektroventils 12 das Bezugszeichen 15 hat. Der
Nutzausgang des Ventils 50 mit Direktantrieb ist mit 14 bezeichnet
und führt
zu der bzw. den betreffenden Bremsen, während der mit 16 bezeichnete Rückleitungsausgang
des genannten Ventils auf eine Leitung 17 trifft, die er
mit dem Rückleitungsausgang 15 des
Elektroventils 12 gemeinsam hat. Eine elektronische Steuereinheit 20 empfängt elektrische Bremsbefehle,
die von dem Piloten gesteuert werden, wie dies durch den Pfeil 18 symbolisch
dargestellt ist. Diese elektronische Steuereinheit 20 kann so
einen Öffnungsbefehl
an das stromaufwärtige Elektroventil 12 senden,
wie dies symbolisch durch die Linie 19 dargestellt ist,
sowie einen Druckbefehl an das Ventil 50 mit Direktantrieb
(oder genauer gesagt an die in diesem Ventil vorgesehene Steuerelektronik),
wie dies symbolisch durch die Linie 21 dargestellt ist.
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Die 5 ermöglicht ein
besseres Verstehen des Aufbaus des vorgenannten Ventils 50 mit
Direktantrieb. Das Ventil 50 ist im vorliegenden Fall schematisch
durch ein strichtpunktiert eingezeichnetes Rechteck dargestellt
und umfasst im wesentlichen einen hydraulischen Verteiler 30 und
einen elektrischen Betätigungsmotor 31,
der über
eine mechanische Verbindung 32 mit diesem Verteiler verbunden
ist. Die mechanische Verbindung 32 ist im vorliegenden
Fall schematisch dargestellt, aber es ist leicht verständlich,
dass diese Art der Verbindung jede Art herkömmlicher mechanischer Vorrichtung umfasst,
die in der Lage ist, eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung,
eine Drehbewegung in eine andere Drehbewegung oder eine lineare
Bewegung in eine andere lineare Bewe gung umzuwandeln, indem sie
dann je nach Fall auf den Gleitschieber oder den Drehkegel des hydraulischen
Verteilers 30 einwirkt. Der Verteiler 30 ist mit
einer hydraulischen Hochdruckversorgung 13, mit dem Nutzausgang 14 und
mit dem Niederdruck-Rückleitungsausgang 16 verbunden,
die alle in 5 gezeigt sind. Der Verteiler 30 ist
die einzige hydraulische Stufe des Ventils 50 mit Direktantrieb,
im Gegensatz zu den herkömmlichen
Servoventilen, die zwei hydraulische Stufen umfassen. Das Ventil 50 mit
Direktantrieb umfasst ferner eine mit 37 bezeichnete Steuerelektronik,
die sich innerhalb des Ventils befindet und die über die in 4 gezeigte
Leitung 21 von der Steuereinheit 20 gelieferte
Druckbefehle empfängt.
Der hydraulische Betätigungsmotor 31 wird
so durch die dazugehörige elektronische
Steuerelektronik 37 gesteuert, wie dies schematisch durch
den Pfeil 38 dargestellt ist.
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Obgleich
dies nicht zwingend ist, ist es ferner vorteilhaft vorzusehen, dass
das Ventil 50 mit Direktantrieb druckgeregelt wird, wobei
die Druckregelung durch die dazugehörige interne Steuerelektronik
gewährleistet
wird.
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Im
vorliegenden Fall umfasst das Ventil 50 mit Direktantrieb
somit außerdem
einen Drucksensor 33, der von der Nutzleitung 14 des
Verteilers 30 abgezweigt ist, wobei dieser Sensor an die
Steuerelektronik 37 ein elektrisches Signal liefert, das
repräsentativ
für den
gemessenen Druck ist, wie dies durch die Linie 34 schematisch
dargestellt ist. Auf diese Weise berücksichtigt der elektrische
Befehl, der durch die Steuerelektronik 37 zum elektrischen
Betätigungsmotor 31 gesendet
wird, zu jeder Zeit den von dem Drucksensor 33 gemessenen
Gebrauchsdruck. Dieser Drucksensor 33, der wenig Energie
verbraucht, kann für
eine sehr hohe Genauigkeit in der Größenordnung eines Bars über den
gesamten Nutzungsbereich sorgen (es ist bekannt, dass die herkömmlichen
Servoventile einen Fehler aufweisen, der an bestimmten Stellen des
Nutzungsbereiches ungefähr
Zehn Bar erreichen kann). Der Drucksensor 33 kann ferner
ein integriertes Temperaturkorrekturelement umfassen, derart, dass
er jeden negativen Einfluss oder jede Temperaturempfindlichkeit
unterdrückt
(man bedenke, dass die herkömmlichen
Servoventile äußerst temperaturempfindlich
sind, wobei dieser Einfluss in der Größenordnung von einigen Bar
pro 10 Grad Celsius liegt). Aufgrund der Druckregelung, die durch
den Umweg über
den Drucksensor 33 erfolgt, ist das Ventil 50 mit
Direktantrieb ferner viel weniger empfindlich gegenüber Versorgungsschwankungen
als die herkömmlichen
Servorventile mit zwei hydraulischen Stufen. Wenn der Drucksensor 33 vorgesehen
ist, dann befindet sich dieser strom abwärts des Verteilers, was günstig für die Unempfindlichkeit
gegenüber
Druckschwankungen ist.
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Für einen
Fachmann auf diesem Gebiet wird es offensichtlich sein, dass die
Druckregelung des Ventils mit Direktantrieb für ein derartiges Ventil nicht unbedingt
notwendig ist, da dieses tatsächlich
mit einem Positionssensor in der Betriebsart Durchflussmengenregelung
arbeiten kann, aber dies erfordert dann das Zufügen einer Druckregelschleife
außerhalb
des Ventils mit Direktantrieb, da die Steuerung der Bremse eine
Steuerung des Druckes in den Bremsen erfordert. Aus diesem Grund
wird im allgemeinen eine interne Druckregelung bevorzugt, wie diese
soeben beschrieben wurde.
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Mit
dem Ventil 50 mit Direktantrieb gibt es so die Verschleißerscheinungen
nicht mehr, die durch das Vorhandensein von Düsen in den herkömmlichen
Servoventilen zwangsläufig
gegeben waren, so dass es keine Probleme eines Drifts über die
Zeit mehr gibt. Dank dieser Art von Ventil mit Direktantrieb kann
man ferner im allgemeinen auf regelmäßige Einstellungen verzichten,
die bei den herkömmlichen Servorventilen
obligatorisch waren, wobei jetzt eine einfache regelmäßige Überprüfung durch
den Rechner ausreicht.
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In 1 erkennt
man, dass es sehr vorteilhaft ist, Ventile 150 mit Direktantrieb
für den
Hilfskreis 102 zu verwenden. Dies ist insbesondere von
Bedeutung, wenn man bedenkt, dass man mit den herkömmlichen
Servoventilen an das Prinzip einer permanenten und unvermeidlichen
hydraulischen Leckage gebunden war, was bei den Ventilen mit Direktantrieb
nicht mehr der Fall ist. Selbstverständlich gibt es gewisse Leckverluste
im Bereich des Schiebers oder des Kegels jedes Ventils mit Direktantrieb,
aber im Verhältnis
zu den Leckverlusten von 0,5 bis 1 Liter pro Minute, die mit den
herkömmlichen
Servoventilen häufig
sind, sind diese Leckverluste vergleichsweise sehr gering, wobei
die Leckverluste im Bereich des Schiebers oder des Kegels jetzt
ungefähr
ein Zehntel der bei einem herkömmlichen
Servoventil auftretenden Rücklaufleckverluste
ausmachen.
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Im
folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 eine Bremsvorrichtung
beschrieben, die analog zu der der 1 ist, mit
einer Steuereinheit, die mit dem Normalkreis dieser Bremsvorrichtung
verbunden ist. Der in der 2 gezeigte
Kreis 200 umfasst einen Normalkreis 201 und einen
Hilfskreis 202.
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Für den Normalkreis 201 erkennt
man eine Versorgungsleitung 203, die zu einem Elektroventil 204 führt, stromabwärts desselben
ein gemeinsamer Zweig 205 zwei Leitungen 206 speist,
die einerseits mit einem Servoventil 207 und andererseits
mit einem Drucksensor 208 ausgestattet sind. Die von dem
Piloten gesteuerten elektrischen Bremsbefehle, die symbolisch durch
die Linie 209 dargestellt sind, kommen an einer elektronischen
Steuereinheit des Normalkreises 210 an. Die Steuerbefehle,
die einerseits an das Elektroventil 204 und andererseits
an die Servoventile 207 gesandt werden, sind symbolisch durch
die Linie 211 bzw. die Linie 212 dargestellt.
Die elektronische Steuereinheit 210 empfängt ferner elektrische
Signale, die aus den beiden Drucksensoren 208 stammen,
wie dies durch die Linien 213 schematisch dargestellt ist.
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Für den Hilfskreis 202 erkennt
man wie in 4 eine elektronische Steuereinheit 220 des
Hilfskreises, die von dem Piloten gesteuerte elektrische Bremsbefehle
empfängt,
wie dies schematisch durch die Linie 224 dargestellt ist,
und die Druckbefehle an jedes der beiden Ventile 250 mit
Direktantrieb aus dem Hilfskreis sendet.
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Der
Hilfskreis 202 umfasst einen Versorgungseingang 214,
der zu einem gemeinsamen Zweig 215 führt, der zwei Zweige 216 und 217 speist. Der
Zweig 217 umfasst ein Elektroventil 219, das elektrische
Steuersignale aus der elektronischen Steuereinheit 220 empfängt, wie
dies schematisch durch die Linie 226 dargestellt ist. Stromabwärts des Elektroventils 219 erkennt
man einen gemeinsamen Zweig 221, der zwei Zweige 222 bedient,
die jeweils mit einem Ventil 250 mit Direktantrieb und
dann stromabwärts
desselben mit einem Wechselventil 223 ausgestattet sind.
Die Ventile 250 mit Direktantrieb empfangen einen elektrischen
Befehl aus der Steuereinheit 220, wie dies schematisch
durch die Linien 227 dargestellt ist.
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Das
Vorhandensein der elektronischen Steuereinheiten 210 (für den Normalkreis)
und 220 (für den
Hilfskreis) zeigt hier erneut, dass man auf diese Weise eine elektrische
Bremsung verwendet.
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Dies
ist insofern noch zutreffender als man, wie dies in 2 gezeigt
ist, auch einen Parkbremskreis in den Hilfskreis 202 integrieren
kann, wobei die Steuerung der Parkbremsung in Form von elektrischen
Bremsbefehlen, die von dem Piloten gesteuert werden, zum Ausdruck
kommt. So erkennt man stromabwärts
des vor genannten gemeinsamen Zweiges 215 des Kreises 202 einen
zweiten seitlichen Zweig 216, der zu einem Parkbremsverteiler 218 führt, stromabwärts desselben
sich die Leitung zweiteilt, um sich an die vorgenannten Wechselventile 223 anzuschließen. Der
Verteiler 218 empfängt
einen elektrischen Parkbremsbefehl, der von dem Piloten gesteuert
wird, wie dies durch die Linie 225 schematisch dargestellt
ist. Dank der beiden Wechselventile 223 ist es einfach,
die gewünschte
Bremsart zu erhalten, ob es sich nun um eine Parkbremsung unter normalen
Bedingungen oder um eine Hilfsbremsung bei einem Ausfall handelt.
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Die 3 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung,
die der, die soeben unter Bezugnahme auf die 2 beschrieben
wurde, ziemlich nahe kommt. Der Hauptunterschied in Bezug auf den
zuvor beschriebenen Kreis 200 liegt darin, dass im Normalkreis
die Servorventile 207 herkömmlicher Art durch Bremsventile 351 mit
Direktantrieb ersetzt werden, die analog zu den mit 350 bezeichneten
Ventilen sind, die bereits für
den Hilfskreis 302 vorgesehen wurden. So umfasst der Kreis 300 der 3 einen
Normalkreis 301, der ebenfalls mit Ventilen 351 mit
Direktantrieb ausgerüstet
ist. Die anderen in 3 gezeigten Elemente entsprechen
genau denen des in 2 gezeigten Kreises 200,
und es wurden wieder die gleichen, um 100 erhöhten Bezugszeichen für die sich
entsprechenden Bestandteile verwendet, die demzufolge nicht noch
einmal beschrieben werden.
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In 3,
sind folglich die Bremsventile des Normalkreises 301 und
des Hilfskreises 302 alle aus Ventilen 351 bzw. 350 mit
Direktantrieb gebildet. Auf diese Weise erhält man eine elektrische Bremsung, die
vollen Nutzen aus dem Ersetzen der herkömmlichen Servoventile mit zwei
hydraulischen Stufen durch Ventile mit Direktantrieb, wie sie zuvor
beschrieben wurden, zieht.
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Obgleich
dies nicht gezeigt ist, kann man eine andere Ausführungsvariante
vorsehen, bei der nur der Normalkreis mit Ventilen mit Direktantrieb ausgerüstet ist,
während
der Hilfskreis auf herkömmliche
Art umgesetzt wird. Gleichwohl die vorgenannten Vorteile, die durch
die Verwendung von Ventilen mit Direktantrieb entstehen, dann weniger
genutzt werden.
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Für jedes
der zuvor genannten Ventile 150, 250, 350 und 351 mit
Direktantrieb wäre
es vorteilhaft, eine in diesem Ventil vorhandene Druckregelung vorzusehen, wie
dies unter Bezugnahme auf die 5 bereits
näher für das Ventil 50 mit
Direktantrieb beschrieben wurde.
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Ebenso
kann man, wie dies in 5 gezeigt ist, für jedes
dieser Ventile mit Direktantrieb eine zweite Regelschleife vorsehen,
um eine zusätzliche Steuerung
zu haben: tatsächlich
realisiert man eine interne Positionsregelung dank eines Positionssensors 35,
der mit dem elektrischen Betätigungsmotor 31 verbunden
ist und ein entsprechendes elektrisches Signal an die dazugehörige Steuerelektronik 37 sendet,
wie dies durch die Linie 36 schematisch dargestellt ist,
wobei diese zusätzliche
Regelschleife strichpunktiert eingezeichnet ist, um ihren optionalen Charakter
besser zum Ausdruck zu bringen. In einer Ausführungsvariante kann man vorsehen,
dass diese zweite Regelschleife zur Positionsregelung ihren Ursprung
nicht im Elektromotor 31 hat, sondern im Verteiler 30,
um ein entsprechendes elektrisches Signal zur Steuerelektronik 37 zu
senden. Durch diese zusätzlichen
Steuermittel, die man aufgrund dieser zweiten Regelschleife erhält, wird
die Genauigkeit und das dynamische Verhalten noch weiter verbessert.
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So
ist es gelungen, eine Bremsvorrichtung mit elektrischem Steuermodus
zu entwickeln, die aufgrund von Ventilen mit Direktantrieb, die
wenigstens in einem Teil des Hydraulikkreises der Bremsvorrichtung
vorgesehen sind, eine große
Anzahl technischer Vorteile mit sich bringt, auf die nachstehend
einfach hingewiesen wird, um die Überlegenheit einer solchen
Verwendung im Verhältnis
zur herkömmlichen Verwendung
von Servoventilen in den hydraulischen Bremskreisen von Flugzeugen
aufzuzeigen.
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Man
erreicht jetzt eine höhere
Genauigkeit, und es kommt zu keinem Drift über die Zeit. Ferner erreicht
man eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Temperatur- und Versorgungsdruckschwankungen. Schließlich vermeidet
man die Notwendigkeit, hydraulische Einstellungen der statischen
Kennlinie des Ventils vornehmen zu müssen, was bei den herkömmlichen
Servoventilen mit zwei hydraulischen Stufen nicht selbstverständlich der
Fall war.
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Da
die Ventile mit Direktantrieb im Gegensatz zu den herkömmlichen
Servoventilen (beispielsweise der Art mit hydraulischem Vierfach-Potentiometer)
keine erste hydraulische Stufe haben, ist außerdem die Energie zum Steuern
des Verteilers des Ventils elektrisch (dies ist die Steuerung des
Motors) und nicht mehr hydraulisch (Leckage der ersten Stufe). Die
sehr geringe Leckage des Ventils mit Direktantrieb, die auf dessen
Verteiler beschränkt
ist, erleichtert erheblich die Wahl eines elektrischen Bremsmodus
in einem volumenbeschränkten
Versorgungskreis (der beispielsweise aus einem Hydraulikspeicher
gebildet ist).
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Die
Erfindung ist nicht auf die soeben beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern umfasst jede Ausführungsvariante,
wie sie in den Ansprüchen
definiert ist.