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Diese
Erfindung betrifft ein Kolbenservosteuerungs-Hauptsystem vom elektromechanischen
und hydraulischen Typ, das besonders zur Verwendung in globalen
Servosteuerungssystemen erdacht ist, bei denen Gesichtspunkte wie
die folgenden benötigt werden:
a) hohe Verlässlichkeit;
b) minimale Auswirkung der Fehler des Hauptsystems bei seinem Betrieb;
c) schneller) und leistungsfähiger)
Hauptsystemfehlerfeststellung, -bestätigung, und -ausgleich; d)
einfache Logik im zweckbestimmten Steuersystem; e) allgemeine Servosteuerungssystemumkehrbarkeit,
d.h. die Fähigkeit,
zum normalen Betriebsmodus zurückzukehren,
falls unechte Fehler auftreten, wodurch ein Verlust der Redundanz
verhindert wird.
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Das
Kolbenservosteuerungs-Hauptsystem soll an eine Pumpe angeschlossen
werden, die fähig ist,
es mit einem Druckfluss von Hydraulikfluid zu versehen. Derartige
Drücke
und Flüsse
sollten ausreichend sein, um jederzeit einen Systembetrieb zu ermöglichen.
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Es
sind viele verschiedene Arten von Kolbenservosteuerungen bekannt,
wobei die meisten abhängig
von der Geometrie und den Anforderungen des Kolbenbetriebs aus einer
oder zwei Stufen und Drei- oder Vierwegservoventilen bestehen. Wann
immer eine hohe Verlässlichkeit
des globalen Servosteuerungssystems benötigt wird, ist es üblich, dieses
mit einem Ersatzservosteuerungssystem (aktiv oder inaktiv) zu versehen,
das im Fall von Hauptsystemfehlern eine Redundanz des Betriebs bereitstellt. Diese
Fehler werden durch das Steuersystem gewöhnlich durch die Verwendung
eines tatsächlichen Kolbenpositionssignals,
das durch einen Positionswandler gemessen wird, und eine besondere
Softwarelogik, die eine Bestätigung
des Fehlers gestattet und die Steuerung dann durch elektrische Betätigung von
elektrohydromechanischen Bestandteilen im globalen Steuerungssystem
zum Ersatzsystem übertragt,
festgestellt.
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Die
britische Patentschrift
GB 1
369 441 wird als Beispiel der obenerwähnten Arten von Systemen gegeben
und zeigt auch einige Ähnlichkeiten
mit dem hierin beschriebenen System, da das Ziel im Grunde das gleiche
ist, obwohl sie vom Konzept her unterschiedlich ist:
Die britische
Patentschrift
GB 1 369 441 vergleicht Servoventil-Steuerleitungen
miteinander, während hierin
Servoventil-Steuerleitungen mit einem festen Bezug verglichen werden,
der mit einem Potentiometer erzeugt wird.
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Die
Kolbensteuerleitung der britischen Patentschrift
GB 1 369 441 wird durch gesonderte
Servoventil-Steuerleitungen erzeugt, die verbunden sind, um einen
parallelen Kreis zu bilden, während hierin
gesonderte Servoventil-Steuerleitungen mit gegenüberliegenden Enden des Kolbens
verbunden sind und einen seriellen Kreis bilden.
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Ein
erster Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kolben-Hauptservosteuerungssystem,
das Folgendes umfasst:
- – zwei identische erste und
zweite Dreiwegservoventile, die mit einer Hochdruckversorgungsleitung
und mit einer Tiefdruckrückleitung
verbunden sind,
- – einen
Kolben, der mechanisch mit einem Positionswandler verbunden ist,
wobei die gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens jeweils durch eine erste Steuerleitung mit einem
ersten Servoventil und durch ein zweite Steuerleitung mit dem zweiten
Servoventil verbunden sind, wobei der Kolben als eine Funktion von
entsprechenden elektrischen Anfragen gesteuert wird, die von zwei Rückführungs-Positionssteuerschleifen
zu den entsprechenden Servoventil-Schaltmotoren geliefert werden,
wobei diese Schleifen Kolbenpositionsanfragen empfangen, und wobei
beiden das Positionssignal, das vom Positionssignalwandler empfangen
wird, zurück
geführt
wird,
- – eine
hydraulische Brücke,
die gebildet ist,
- – im
ersten Servoventil
durch eine erste Verringerung zwischen der
Hochdruckleitung und der ersten Steuerleitung,
durch eine zweite
gesteuerte Verringerung zwischen der ersten Steuerleitung und der
Tiefdruckrückleitung,
- – im
zweiten Servoventil
durch eine dritte Verringerung zwischen
der Hochdruckleitung und der zweiten Steuerleitung,
durch eine
vierte gesteuerte Verringerung zwischen der zweiten Steuerleitung
und der Tiefdruckrückleitung,
- – wobei
die Steuerung derart ausgebildet ist, dass die Summe von der ersten
und der dritten Verringerung und die Summe von der zweiten und der vierten
Verringerung konstant bleiben, wenn das erste und das zweite Servoventil
fehlerfrei laufen, und dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner Folgendes
umfasst:
- – zwei
identische erste und zweite federbelastete Zweiwegdruckauswahlventile,
wobei jedes zwischen der Hochdruckversorgungsleitung und einer Zustandsleitung
angeschlossen ist, wobei
das erste Druckauswahlventil durch
den Druck von der ersten Steuerleitung durch eine erste Bezugsleitung
und durch die Feder auf einer Seite und durch den Druck von einer
Arbeitsleitung auf der gegenüberliegenden
Seite gesteuert wird,
das zweite Druckauswahlventil durch den
Druck von der Arbeitsleitung und der Feder auf der einen Seite und
durch den Druck von der zweiten Steuerleitung durch die zweite Bezugsleitung
auf der gegenüberliegenden
Seite gesteuert wird,
die Arbeitsleitung ferner durch eine
konstante fünfte Verringerung
mit der Versorgungsleitung und durch eine konstante sechste Verringerung
mit der Rückleitung
verbunden ist, und wobei die fünfte
Verringerung der Summe von der ersten und dritten Verringerung entspricht,
und die sechste Verringerung der Summe von der zweiten und vierten
Verringerung entspricht, und wobei die Zustandsleitung ferner derart
durch eine siebte Verringerung mit der Rückleitung verbunden ist, dass
die Zustandsleitung als ein Kriterium für die Ausfallerkennung des
Kolben-Hauptservosteuerungssystems dient.
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Ein
zweiter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kolben-Hauptservosteuerungssystem,
das Folgendes umfasst:
- – zwei identische erste und
zweite Vierwegservoventile, die mit einer Hochdruckversorgungsleitung
und mit einer Tiefdruckrückleitung
verbunden sind,
- – einen
Kolben, der mechanisch mit einem Positionswandler verbunden ist,
wobei die gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens jeweils durch eine erste Steuerleitung mit einem
ersten Servoventil und durch eine zweite Steuerleitung mit dem zweiten
Servoventil verbunden sind, wobei der Kolben als eine Funktion von
entsprechenden elektrischen Anfragen gesteuert wird, die von zwei
Rückführungs-Positionssteuerschleifen
zu den entsprechenden Servoventil-Schaltmotoren geliefert werden,
wobei diese Schleifen Kolbenpositionsanfragen empfangen, und wobei
beiden das Positionssignal, das vom Positionssignalwandler empfangen
wird, zurück
geführt
wird,
- – eine
erste hydraulische Brücke,
die gebildet ist,
- – im
ersten Servoventil
durch eine erste Verringerung zwischen der
Hochdruckleitung und der ersten Steuerleitung,
durch ein zweite
gesteuerte Verringerung zwischen der ersten Steuerleitung und der
Tiefdruckrückleitung,
- – im
zweiten Servoventil
durch eine dritte Verringerung zwischen
der Hochdruckleitung und der zweiten Steuerleitung,
durch eine
vierte gesteuerte Verringerung zwischen der zweiten Steuerleitung
und der Tiefdruckrückleitung,
- – wobei
die Steuerung derart ausgebildet ist, dass die Summe von der ersten
und der dritten Verringerung und die Summe von der zweiten und der vierten
Verringerung konstant bleiben, wenn das erste und das zweite Servoventil
fehlerfrei laufen,
- – eine
zweite hydraulische Brücke,
die gebildet ist
- – im
ersten Servoventil
durch eine fünfte Verringerung zwischen
der Hochdruckleitung und der dritten Steuerleitung,
durch eine
sechste gesteuerte Verringerung zwischen der dritten Steuerleitung
und der Tiefdruckrückleitung,
- – im
zweiten Servoventil
durch eine siebte Verringerung zwischen
der Hochdruckleitung und der vierten Steuerleitung,
durch eine
achte gesteuerte Verringerung zwischen der vierten Steuerleitung
und der Tiefdruckrückleitung,
- – wobei
die Steuerung derart ausgebildet ist, dass die Summe von der fünften und
der siebten Verringerung und die Summe von der sechsten und der
achten Verringerung konstant bleiben, wenn das erste und das zweite
Servoventil fehlerfrei laufen,
- – wobei
die dritte Steuerleitung und die vierte Steuerleitung angeschlossen
sind, um die fünfte Steuerleitung
zu bilden,
und dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner Folgendes
umfasst:
- – zwei
identische erste und zweite federbelastete Zweiwegdruckauswahlventile,
wobei jedes zwischen der Hochdruckversorgungsleitung und einer Zustandsleitung
angeschlossen ist, wobei
das erste Druckauswahlventil durch
den Druck von der fünften
Steuerleitung und durch die Feder auf einer Seite und durch den
Druck von einer Arbeitsleitung auf der gegenüberliegenden Seite gesteuert wird,
das
zweite Druckauswahlventil durch den Druck von der Arbeitsleitung
und der Feder auf der einen Seite und durch den Druck von der fünften Steuerleitung auf
der gegenüberliegenden
Seite gesteuert wird,
die Arbeitsleitung ferner durch eine
konstante neunte Verringerung mit der Vorsorgungsleitung und durch eine
konstante zehnte Verringerung mit der Rückleitung verbunden ist, und
wobei die neunte Verringerung der Summe von der ersten und dritten
Verringerung entspricht und die zehnte Verringerung der Summe von
der zweiten und vierten Verringerung entspricht, und wobei die Zustandsleitung
ferner derart durch eine siebte Verringerung mit der Rückleitung
verbunden ist, dass die Zustandsleitung als ein Kriterium für die Ausfallerkennung
des Kolben-Hauptservosteuerungssystems dient.
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Die
Servoventile können
zwischen einstufigen Servoventilen und zweistufigen Servoventilen ausgewählt werden.
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Sollten
die Servoventile Dreiwegventile, entweder einstufig oder zweistufig,
sein, werden beide Servoventilsteuerleitungen, von denen jeweils
eine mit gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens verbunden ist, mit Verlängerungen versehen sein, die
als Bezugsleitungen wirken werden, die mit der freien Seite der
Auswahlventile gegenüber
jener, die die Arbeitsleitung erhält, verbunden sind.
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Sollten
die Servoventile Vierwegventile, entweder einstufig oder zweistufig,
sein, würden
zwei gesonderte hydraulische Brückenaufbauten
erhalten werden; einer, der durch die beiden Steuerleitungen der
Servoventile, die mit gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens verbunden sind, gebildet wird, während der
andere durch die anderen beiden Steuerleitungen der Servoventile
gebildet wird; die durch eine Leitung, welche als ein Bezug wirkt
und mit den beiden freien Seiten des Auswahlventils gegenüber jenen,
die die Arbeitsleitung erhalten, verbunden ist, miteinander in einer
kurzgeschlossenen hydraulischen Brücke verbunden sind.
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Die
Beschaffenheit und die Merkmale dieser Erfindung wie auch die erhaltenen
Vorteile können durch
die folgende Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Figuren vorgenommen wird, in denen mögliche Ausführungsweisen der Erfindung
gemäß den beiliegenden
Ansprüchen
in einer schematischen Weise gezeigt sind, besser verstanden werden.
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In
den Figuren
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ist 1 ein
Schema eines Kolben-Servosteuerungssystems, das zwei einstufige
Dreiwegservoventile beinhaltet,
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ist 2 ein 1 ähnliches
Schema, das aber zweistufige Dreiwegservoventile beinhaltet,
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ist 3 ein 1 ähnliches
Schema, das aber einstufige Vierwegservoventile beinhaltet,
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ist 4 ein 1 ähnliches
Schema, das aber zweistufige Vierwegservoventile beinhaltet.
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Das
Kolben-Servosteuerungshauptsystem arbeitet mit Hydraulikfluid, das
durch eine Pumpe bereitgestellt wird, und besteht aus zwei Servoventilen 1, 2,
die einen Kolben 3 positionieren, der mechanisch mit einem
Wandler verbunden ist, um seine Position 5 elektrisch als
eine Funktion der elektrischen Anfragen 6, 7 zu
messen, die durch ihre zweckbestimmten Rückführungs-Positionssteuerschleifen 8, 9 als
eine Funktion der Kolbenpositionsanfragen 10, 11 zu
ihren zweckbestimmten Servoventil-Schaltmotoren 12, 12 geliefert
werden; wobei das System durch zwei Druckauswahlventile 14, 15 und
die entsprechenden verbindenden Servokreise vervollständigt ist.
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Die
Servoventile können
a) einstufige Dreiwegventile (1); b) zweistufige
Dreiwegventile (2); c) einstufige Vierwegventile
(3); d) zweistufige Vierwegventile (4)
sein. Die folgenden funktionalen Beschreibungen sind nicht nur auf
einstufige, sondern auch auf zweistufige Servoventile anwendbar.
Die Verwendung der einen oder der anderen Art wird von den benötigten funktionalen
Eigenschaften abhängen.
Die Verwendung von Drei- oder von Vierwegventilen wird jedoch sowohl
die Systemgestaltung als auch einige funktionale Gesichtspunkte
des Systems abändern.
Die folgenden Beschreibungen werden daher die eine von der anderen
Art unterscheiden und auch die Unterschiede zwischen beiden Arten
erwähnen.
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System mit Dreiwegservoventilen 1, 2 (1 und 2)
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Diese
Art von System ist für
die Steuerung eines Kolbens bestimmt, bei dem entweder keine externen
Belastungen ausgeübt
werden oder verglichen mit dem Hydraulikbelastungen, die durch die Servoventile
erzeugt werden (Reibungsbelastungen usw.) unwesentliche externe
Belastungen ausgeübt werden.
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Dieses
System wird wie folgt fähig
sein, jeglichen einzelnen Fehler jedweder Rückführungs-Positionssteuerschleife
oder jedwedes Servoventils oder ein Lecken oder Festfressen eines
Kolbens festzustellen und selbst auszugleichen.
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Die
jeweiligen Schaltmotoren 12, 13 der beiden Servoventile 1, 2 weisen
identische elektro-hydromechanische Ausführungseigenschaften auf und werden
jeweils durch ein Steuersystem mit identischen Rückführungs- Positionssteuerschleifen des Kolbens 3 gesteuert,
d.h., einer Schleife 8 für das Servoventil 1 und
einer Schleife 9 für
das Servoventil 2, denen jeweils die gleiche Positionsanfrage 10, 11 geliefert
wird und gleichzeitig das gleiche Positionssignal 5 des
Kolbens 3, das durch den mechanisch mit dem Kolben 3 verbundenen
Positionswandler 4 geliefert wird, zurückgeführt wird.
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Beide
Servoventile 1, 2 werden mit dem gleichen Hydraulikversorgungskreis
gespeist, der mit der Hochdruckversorgungsleitung, Versorgungsdruck 16,
und der Tiefdruckleitung, Rückführungsdruck 17, der
Pumpenversorgung verbunden ist, welche den Hydraulikdruck und den
Fluss bereitstellt, die für
eine angemessene Steuerung der Servoventile 1, 2 nötig sind.
Jedes Servoventil ist mit einer einzelnen Steuerleitung versehen,
der Leitung 18 für
das Servoventil 1 und der Leitung 19 für das Servoventil 2.
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Die
Funktion der Servoleitung in jedem Servoventil wird darin bestehen,
die Position des Kolbens 3 durch das Verbinden der Leitung 18 vom
Servoventil 1 und der Leitung 19 vom Servoventil 2 mit gegenüberliegenden
Seiten zu steuern.
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Die
Steuerleitungen 18, 19 von den Servoventilen 1, 2 werden
an gegenüberliegenden
Seiten in Bezug auf die Betätigung
der Schaltmotoren 12, 13 angeordnet werden (dies
kann entweder durch physische Positionierung der Steuerleitungen
in Bezug auf die Schaltmotoren oder durch Polaritätsumkehr des
elektrischen Kreises, der die Schaltmotorwicklungen speist, erreicht
werden). Das Ziel dieser Gestaltung ist Folgendes: der Kolben 3 wird
hinsichtlich der Position normalerweise als eine Funktion der gleichen
elektrischen Anfrage 6, 7 von den Rückführungs-Positionssteuerschleifen 8, 9 zu
ihren jeweiligen Servoventilen 1, 2 gesteuert,
da die Rückführungsschleifen
physisch identisch sind und vom Wandler 4 mit der gleichen
Position 5, und in 10, 11 mit der gleichen
Positionsanfrage versorgt werden. Die Servoventile 1, 2 wirken
zusammen, als ob sie ein einzelnes Servoventil wären, da sie die gleiche hydraulische
Brückengestaltung
behalten, die a) durch Leitungen 16, 18, 17 gebildet
wird, die durch Verringerungen 20, 21 im Servoventil 1 gesteuert werden,
b) durch Leitungen 16, 19, 17 gebildet
wird, die durch Verringerungen 22, 23 im Servoventil 2 gesteuert
werden. Da der Kolben außerdem
unter normalen Umständen
keinen bedeutenden Belastungen ausgesetzt ist, wird der Druck in
den Leitungen 18, 19 sehr ähnlich sein.
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Die
Leitungen 24, 25 sind Verlängerungen der Steuerleitungen 18, 19 von
den Servoventilen 1, 2 und werden als ein Bezug
zum Prüfen
des Systemzustands durch den Betrieb der Druckauswahlventile 14, 15 dienen.
Der Druck in den Leitungen 24, 25 wird jenem in
den Leitungen 18, 19 jeweils gleichartig und wie
oben erwähnt
sehr ähnlich
sein.
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Die
Druckauswahlventile erhalten Druck von der Arbeitsleitung 26,
der durch Verängerungen 27, 28 mit
dem Versorgungsdruck 16 und dem Rückführungsdruck 17 erhalten
wird. Das Ziel dieser Leitung ist das Wiederherstellen des Bezugsdrucks
in den Leitungen 24, 25, wenn beide Servoventile 1, 2 in
Betrieb stehen. Dies kann erreicht werden, da die Steuerleitung
der gebildeten hydraulischen Brücke
nicht belastet ist. Wenn die Servoventile tätig sind, werden die Summe
der Flussmenge der Verringerungen 20, 22 und die
Summe der Flussmenge der Verängerungen 21, 23 in
den Servoventilen jeweils konstant sein (Servoventilausführungsbedingung).
Den festen Verringerungen 27, 28 sollte ein solcher
Wert zugewiesen werden, dass der Druck in der Leitung 26 der gleiche
wie jener der summierten Verringerungen 20 + 22 und 21 + 23 in
den Leitungen 24 und 25 ist, d.h., ihre quadrierten
Werte sollten beim gleichen Verhältnis
gehalten werden.
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Die
Druckauswahlventile 14, 15 sind von der Ausführung her
identisch und sind in der folgenden Weise gestaltet: a) das Druckauswahlventil 14 erhält an einer
Seite Druck von der Arbeitsleitung 26 und an der anderen
Druck von der Bezugsleitung 24 und eine Federbelastung;
b) das Druckauswahlventil 15 erhält an einer Seite Druck von
der Arbeitsleitung 26 und eine Federbelastung und an der
anderen Druck von der Bezugsleitung 25.
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Bei
normal arbeitenden Systembedingungen wird der Druck in den Bezugsleitungen 24, 25 nominell
dem Druck in der Arbeitsleitung 26 gleich sein, weshalb
die Druckauswahlventile 14, 15 gegen den in 1 und 2 gezeigten
Anschlag, der aufgrund der Federbelastung angebracht ist, ausgeglichen sein
werden. In diesem Zustand halten die Druckauswahlventile 14, 15 die
Versorgungsleitung 16 von der Zustandsleitung 29 getrennt,
die sich durch die Verringerung 30 bei einem tiefen Druck
von der Rückleitung
befinden wird.
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Wenn
eines der Servoventile dabei versagt, der Kolbenpositionsanfrage
zu folgen, da entweder die Rückführungs-Positionssteuerschleife
oder das Servoventil selbst versagt hat, wird der Druck in den Bezugsleitungen 24, 25 von
seinem Nennwert je nach der Art des Fehlers entweder zu einem oberen oder
einem unteren Wert abweichen. Gleichzeitig wird ein Flussungleichgewicht
durch die Steuerleitungen 18, 19 auftreten, das
den Kolben 3 zwingen wird, sich in die Richtung zu bewegen,
die mit dem Servoventil, das versagt hat, übereinstimmt. Diese Abweichung
in der Position des Kolbens 3 wird einen Positionsfehler
in die Rückführungs-Positionssteuerschleifen 8, 9 einbringen,
der das tätige
Servoventil dazu bringen wird, zu versuchen, dem Fehler entgegenzuwirken.
Dieses Entgegentreten weist zwei Folgen auf: a) der Kolben 3 wird
dazu neigen, sich in seine ursprüngliche
Position zurück
zu bewegen; b) das Druckungleichgewicht in den Bezugsleitungen 24, 25 wird
größer gemacht
werden und weiter von seinem Nennwert abweichen. Wenn das Druckungleichgewicht
derart ist, dass sich der Druck in den Bezugsleitungen 24, 25 außerhalb
einer Grenze befindet, die durch die Federvorbelastung des beim
Nennarbeitsdruck des hydraulischen Brückenkreises der Arbeitsleitung 26 zentrierten
Druckauswahlventils 14, 15 festgelegt ist, wird
eines der Auswahlventile (das Auswahlventil 14, wenn die
Druckabweichung über der
unteren Seite der Grenze liegt, oder das Auswahlventil 15,
wenn die Druckabweichung über
der oberen Seite der Grenze liegt) seine Balance abändern, indem
es sich zu seiner alternativen Anschlagposition bewegt, was als
Folge eine Verbindung von der Versorgungsleitung 16 zur
Zustandsleitung 29 öffnen
wird, wodurch der Druckwert in dieser Leitung von seinem gewöhnlichen
Wert des Rückführungsdrucks 17 zum
Versorgungsdruck 16 angehoben wird.
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Wenn
der Kolben 3 an einer bestimmten Position stecken bleibt;
wird jedweder Versuch des Steuersystems, unterschiedliche Positionen
des Kolbens 3 zu erreichen, indem von den Servoventilen 1, 2 verlangt
wird, ihre Schaltmotoren 12, 13 so zu positionieren,
dass sie versuchen, den Kolben in die erforderliche Richtung zu
bewegen, versagen. Die erzeugte Wirkung wird jedoch ein Druckungleichgewicht
in den Bezugleitungen 24, 25 miteinander und von
beiden in Bezug auf den Nenndruck in der Arbeitsleitung 26 in
die entgegengesetzte Richtung sein. Dieses Druckungleichgewicht
wird zumindest eines der Auswahlventile 14, 15 dazu
bringen, seine ausgeglichene Position abzuändern und sich zu seinem alternativen
Anschlag zu bewegen, was als Folge eine Verbindung von der Versorgungsleitung 16 zur
Zustandsleitung 29 erzeugt, wodurch der Druck in dieser
Leitung von seinem gewöhnlichen
Rückführungsdruckwert 17 auf
den Versorgungsdruck 16 ansteigt.
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Das
Signal der Zustandsleitung 29 kann als ein Kriterium verwendet
werden, die Steuerübertragungsabfolge
von diesem Hauptservosteuerungssystem zu einem Ersatzservosteuerungssystem
zu beginnen. Diese Übertragung
muss durch Elemente des globalen Servosteuerungssystems erreicht
werden, die nicht der Gegenstand dieser Erfindung sind. Die Übertragung
kann 1) teilweise sein und den Kolben 3 und den Positionswandler 4 als
Teil des Ersatzservosteuerungssystems behalten, d.h., die Steuerleitungen 18, 19 an
den Punkten 31, 32 vom Kolben 3 trennen
und diese Punkte mit den Steuerleitungen des Ersatzservosteuerungssystems
verbinden; 2) total sein, wobei das Ersatzservosteuerungssystem über seinen
eigenen Kolben und Positionswandler verfügt. Sollte dies der Fall sein,
dann sollte die Steuerungsübertragung
zwischen den Auslassfunktionen beider Kolben vorgenommen werden.
Diese Vornahme dieser Art von Übertragung
wird stark von der Verlässlichkeit
des verwendeten Kolbens abhängen. Wenn
die Möglichkeiten
dieser Erfindung verwendet werden müssen, um sich z.B. über ein
mögliches Festfressen
des Kolbens hinwegzusetzen, wird die Verwendung der in Punkt 2)
angegebenen Art von Übertragung
empfohlen.
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B) System mit Vierwegventilen 1 und 2 (3 und 4)
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Diese
Art von System ist für
die Betätigung eines
Kolbens bestimmt, der irgendeiner Belastung ausgesetzt ist, und
wird fähig
sein, jedweden einzelnen Fehler in der Rückführungs-Positionssteuerschleife
oder jedwedem Servoventil festzustellen und selbst auszugleichen.
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Das
Betriebsprinzip dieses Systems ist dem der Dreiwegservoventile 1, 2 in 1 und 2 sehr ähnlich,
weshalb die in Abschnitt A) vorgenommene Beschreibung zum Großteil anwendbar
ist. Die folgende Beschreibung wird sich daher nur auf jene Gesichtspunkte
konzentrieren, in denen sich die beiden Systeme unterscheiden.
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In
diesem System ist jedes Servoventil 1, 2 mit zwei
Steuerleitungen versehen, den Leitungen 18, 33 für das Servoventil 1 und
den Leitungen 19, 34 für das Servoventil 2.
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Ähnlich wie
bei System A) wird die Verbindung der Leitung 18 vom Servoventil 1 und
der Leitung 19 vom Servoventil 2 mit gegenüberliegenden Seiten
des Kolbens 3 vorgenommen werden, um dessen Position zu
steuern, und werden sie zusammenwirken, als ob nur ein Servoventil
mit dem gleichen hydraulischen Brückenaufbau, wie er in A) beschrieben
wurde, verwendet würde.
Die Leitungen 18, 19 werden jedoch nicht die Bezugsdruckversorgungsauswahlventile 14, 15 stellen.
Die Drücke
in den Steuerleitungen 18, 19 werden einander
nicht notwendigerweise ähnlich
sein, doch sie werden von den Belastungen abhängen, die auf den Kolben 3 wirken.
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Die
Funktion der anderen Steuerleitung in jedem Servoventil wird darin
bestehen, als ein Bezug zu dienen, um den Systemzustand durch die
folgende hydraulische Gestaltung zu prüfen: die Leitung 33 vom
Servoventil 1 und die Leitung 34 vom Servoventil 12 werden
verbunden werden, um eine gemeinsame Bezugsleitung 35 zu
bilden, die für
den Betrieb der Druckauswahlventile 14, 15 verwendet
werden soll.
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Der
Druck in der Bezugsleitung 35, die durch Verbinden der
Steuerleitungen 33, 34 gebildet wird, wird eine
Funktion der gleichen elektrischen Anfrage in 6, 7 von
den Kolbenrückführungs-Positionssteuerschleifen 8, 9 an
ihre zweckbestimmten Servoventile 1, 2 sein, da
die Rückführungsschleifen 8, 9 physisch identisch
sind und mit der gleichen Position 5 vom Wandler 4 und
der gleichen Positionsanfrage in 10, 11 versorgt
werden. Die Servoventile 1, 2 wirken zusammen,
als ob ein einzelnes Servoventil ohne Belastung verwendet würde, da
sie die gleiche hydraulische Brückengestaltung
aufweisen, die a) durch Leitungen 16, 33, 17 gebildet
wird, die durch Verringerungen 36, 37 im Servoventil 1 gesteuert
werden, b) durch Leitungen 16, 34, 17 gebildet
wird, die durch Verringerungen 38, 39 im Servoventil 2 gesteuert werden.
Der Pegel des Drucks in der Bezugsleitung 35 wird dem Konstruktionswert
eines Servoventils, das ohne Belastung tätig ist, entsprechen.
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Die
Druckauswahlventile 14, 15 werden in der gleichen
Weise wie in System A) Druck von der Arbeitsleitung 26 erhalten,
doch in diesen Fall ist das Ziel dieser Leitung das Wiederherstellen
des Bezugsdrucks in der Leitung 35, wenn beide Servoventile 1, 2 tätig sind.
Wenn die Servoventile tätig
sind, werden die Summe der Flussmenge der Verringerungen 36, 38 und
die Summe der Flussmenge der Verringerungen 37, 39 in
den Servoventilen verhältnismäßig konstant
werden (Servoventilausführungsbedingung).
Den festen Verringerungen 27, 28 sollte ein solcher
Wert zugewiesen werden, dass der Druck in der Leitung 26 der
gleiche wie jener für
die summierten Verringerungen 36 + 38 und 37 + 39 in
Leitung 35 ist, d.h., ihre quadrierten Werte sollten beim
gleichen Verhältnis
gehalten werden.
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Die
Druckauswahlventile 14, 15 sind von der Ausführung her
identisch und sind in der folgenden Weise gestaltet: a) das Druckauswahlventil 14 erhält an einer
Seite Druck von der Arbeitsleitung 26 und an der anderen
Druck von der Bezugsleitung 35 und eine Federbelastung;
b) das Druckauswahlventil 15 erhält an einer Seite Druck von
der Arbeitsleitung 26 und eine Federbelastung und an der
anderen Druck von der Bezugsleitung 35.
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Bei
normal arbeitenden Systembedingungen wird der Druck in der Bezugsleitung 35 nominell
dem Druck in der Arbeitsleitung 26 gleich sein, weshalb die
Druckauswahlventile 14, 15 gegen den in 3 und 4 gezeigten
Anschlag, der aufgrund der Federbelastung angebracht ist, ausgeglichen
sein werden.
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Wenn
eines der Servoventile dabei versagt, der Kolbenpositionsanfrage
zu folgen, da entweder die Rückführungs-Positionssteuerschleife
oder das Servoventil selbst versagt hat, wird der Druck in der Bezugsleitung 35 von
seinem Nennwert je nach der Art des Fehlers entweder zu einem oberen
oder einem unteren Wert abweichen, und wird die Wirkung die gleiche
wie in Abschnitt A) für
die Bezugsleitungen 24, 25 beschrieben sein.
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Ein
feststeckender Kolben 3 wird durch dieses System nicht
festgestellt oder ausgeglichen werden. Wenn diese Feststellung nötig sein
sollte, sollte sie durch andere Mittel als jenes in dieser Patentschrift
erfolgen.