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Hydraulische Arbeitsanlage, insbesondere für Flugzeug-Verstellteile
Eis sind hydraulische Arbeitsanlagen, insbesondere für Flugzeug-Verstellteile, bekannt,
bei welchen die Pumpe von den rasch zu betätigenden Arbeitszellen sehr weit entfernt
ist und deshalb an die von der Pumpe zu den Arbeitszellen* führende Pumpendruckleitung
ein die schnellere Betätigung dieser Arbeits.-zellen ermöglichender Flüssigleeitshochdruckspeicher
angeschlossen ist. Der diesen Hochdruckspeicher mit der Arbeitszelle verbindende
Teil der Pumpendruckleitung sowie die von der Arbeitszelle zur Pumpe führende Pumpensaugleitung
müssen, um. das Druckmittel in der für die raschen Betätigungen erforderlichen großen
Menge führen zu können; einen verhältnismäßig großen Querschnitt aufweisen. Da nun
die Leitungen von großem Querschnitt hohen Drücken, beispielsweise 30o bis'
500 kg/cm2, standhalten müssen, werden sie zwangsläufig eine ziemlich große
Wandstärke und ein dementsprechend :hohes Gewicht aufweisen. Infolgedessen wird
die gesamte hydraulische Arbeitsanlage sehr schwer, nimmt viel Raum . ein und erfordert
ein großes Druckmittelvolumen zur Auffüllung des gesamten Leitungskreises. Dieser
große Platzbedarf und (las hohe Gewicht sind aber für die Anwendung derartiger hydraulischer
Arbeitsanlagen an Luftfahrzeugen häufig sehr nachteilig, wenn sie nicht überhaupt
die Verwendung derartiger Anlagen unmöglich machen.
Die Erfindung
bezieht sich auf eine derartig2 hydraulische Arbeitsanlage mit einem an die I'uinlien@lrucl:lcitung
angeschlossenen Flü ssii;lc:itsliocliciruclcspeicher und stellt sich zur Aufhabe,
die vorstehend erwähnten llängcl zti belieben. Zu diesem Zweck wird erin dein zur
Zurückführung des Druclcinittels zur. Pumpe dienenden Leitungsteil nahe der zu betätigenden
Arbeitszelle ein unter niedrigem Druck (beispielsweise von einigen @cg(cm@) stehender
Flüssigk-eitsnied°rdruckspeiCher angeschlossen, der in.it der .-Xrl>:itszelle durch
Leiturigen von grolieni ()nerschnit verbunden ist und an-<lerers@its niit der
entfernt liegenden Pumpe entwe,_ler t11111littelbar oder in an sich be-Icannter
Weise iül:r einen drucklosen Fliissigkeitshehälter durch Leitungen von kleinem Querschnitt
in Verbindung steilt. 1r Flüssi,keitshochdruckspeicher, dessen Lalang über eine
Leitung von kleinem Ouerscli-nitt während eine: verhältnismäßig Iangen Zeitraums
erfolgen kann, wirkt seinerseits als Druckquelle finit hoher Förderlcisttttig auf
die _'@rlieitszelle über Leitungen von gro111tn Querschnitt, uni schnelle Steuerwirkungen
zti erzielen. Die Verbindung der unter hohem und unter niedrigem Druck stehen#len
Druckspeicher finit der Arbeitszelle wird von einem Steuerschalter gesteuert, der
z\visclien jenen f)rticl;speicli:rn ulid der Ar-Ileitszelle aiieoi--lir:t ist. Dieser
Steuersclialter kann dabei in an sich bekannter Weise entweder unmittelbar oder
über eine Fc-rnsteuerung betätigt werden.
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Die unmittelbare Verbindung des Niederdruckspeichers finit- der Ansaugseite
der Pumpe ohne Einschaltung eines sonst üblichen drucklosen Flüssigkeitsbehälters
bietet Ien Vorteil, daß man einen von der Außenluft vollkommen abgeschlossenen hydraulischen
Kreislauf erhält. in dein die Pump.: unter dem Einfluß des in dem Niederdruckspeicher
herrschenden Druckes immer zwangsläufig angefüllt ist, und zwar unabhängig vom Flüssigkeitsstand
in der Pumpe und diesem Druckspeicher.
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Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Anlage insofern Vorteile
bietet, als inan eine Pumpe von geringer Förderleistung tiii_1 dementsprechend kleinem
Gewicht ankann, und dah der größere Teil der Leitungen einen geringen Querschnitt
besitzt, was zur Verminderung des Gewichtes und Platzbedarfs der Anlage beiträgt.
Nur diejenigen Leitungen, welche die Arbeitszelle finit den zwischengeschalteten
Druckspeichern und umga:ehrt verbinden, haben noch einen grollen Querschnitt. Da
es aber immer möglicli ist, di=ese Druckspeicher ziemlich nahe ,in :len zu betätigenden
Arbeitszellen anzuordnen, stellt dieser einen großen Querschnitt aufweisende Teil
des Leitungskreises nur ;"irreii Bruchteil der gesamten Leitungen dar.
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`@'titere ilerkn Tale der Erfindung geben aus ('.er nachstellenden
Beschreibung zweier durch die Zeichnung veranschaulichten Atisfiilirungsbeispiele
hervor.
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Bei dein Ausführungsbeispiel nach Fig. i kann eine Pumpe 1 über eine
Leitung 2 von geringem Oberschnitt ein Druckmittel, wie Öl, unter dein Druck von
beispielsweise 30o kg"icm= fördern. Die Puniliendruckleitu-ng 2 ist finit einem
Hochdruckspeicher .f üll,r ein Rückschlagventil 3 verbunden, das :ich lecliglicli
in Richtung des Pfeils i, ötinen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Hoclidruckspeiclier
in Form eines hydropneuniatisch-en Speicher: ausgebild.ct, der durch einen Kolben
3 in zwei Kammern 6 urirl ; unterteilt ist, von denen die Kainnier 6 zur Aufnahin:@
chies gasförinigeri tind die ILaininer 7 zur Aufnahme des flüssigen Drucl:tnittels
dient. Der Hocliclrucl;speiclier4 ist andererseits durch eine Leituni; 8 mit einem
Steuerschalter g verbunden. der über eine Leitung c i mit d:r Kaninier 1 2 der Arlyeitszelle
in V.erbinclung stellt, die von einem Zylinder 13 u111 einem h{@lben 1f gebildet
wird. Die Kolbenstange 16 wirkt unniittelbar o#ler mittelbar auf den zu steuernden
Verstellt:il, wie beispielsweise @li.e Knickstrehe eines eirizielibaren @lugz@ui;fahrwerlcs,
Flügelklappen, St.#7u-,-°rrti@ier u. dgl. Die Kamnier 13 der Arbeitszelle 13 ist-
über cüie Leiturig 17 mit dein Steuerschalter y verbunden. Ferner stellt
dieser Steu-ei-schalter über eitre Leitung 18 finit dein Niederdruckspeicher 19
in Verbindung. Dieser 1 iederdruckspeicher ist bei dein dargestellten Ausführungsbeispiel
ebenfalls in Form eines hydropneumatischen Druckspeichers ausgebildet, in welclieni
die bewegliche Wand 22, die diesen Speicher in zwei Teile 2o und 21 teilt, von einem
nachgiebigen oder elastisch verformbaren Stoff gebildet wird, wie beispielsweise
von einer ölbeständigen Kautschukmasse oder einem ähnlichen Stoa. Die zum Steu;:i-schalter
9 führenden Leitungen 8, 11, 1; und 18 haben 1 einen großen Querschnitt und gestatten
eine starke Strömung des Druckmittels, so daß eine rasche Betätigung der Arbeitszelle
13 "währleistet ist.
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Der Niederdruckspeicher 1g ist ferner mit der Pumpe 1 durch eine Leitung
23 von kleinem Querschnitt verbunden, die vorzugsweise an der Leitung 18 in der
Nähe des Niederdruckspeichers rg abzweigt. Wie man sieht, - ist in diesem Falle
der Druckmittelkreis vollkomni.en von der Außenluft abgeschlossen, und die Pump;
bleibt ständig
unter der Einwirkung des geringen im Niederdruckspeicher
herrschenden Druckes (beispielsweise i bis io l#:g/cm2) angefüllt, unabhängig davon,
wie hoch die Flüssigkeit in der Pumpe bzw. in diesem Speicher steht. Dies ist insbesondere
wichtig bei Anwendung von Anlagen dieser Art in Luftfahrzeugen, die häufig bei Ausführung
der verschiedenen Flugfiguren sehr starke Neigungen erhalten können.
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Statt den '2\liederdrucl:speicher ig unmittelbar an die Pumpe i anzuschließen,
könnte man natürlich auch die Leitung 23 in an sich bekannter Weise in einen drucklosen
Flüssigkeitsbehälter2d._miinden lassen, der oberhalb cler Pumpe i angeordnet ist
und seinerseits über eine Leitung 25 mit dieser in Verbindung steht. In diesem
Falle wird zweckna )ig in die Leitung 23 ein Rückschlagventil i -P
ZD eingeschaltet, das sich lediglich nach außen öffnet (Pfeilrichtung f2), das aber
den Eintritt von Flüssigkeit oder Luft im e.ntgegengesetzten Sinne verhindert.
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Der Steüersch.alter g kann in an sich bekannter Weise entweder unmittelbar
von Hand mit :einem an dem Schieber io angeschlossenen Hebel oder auch über :eine
Fernste:uerung, wie sie in der Abb. i dargestellt ist, betätigt werden. Bei diesem
Ausführungsbeispiel sind die beiden gegenüberliegenden Seiten des Steuerschalters
g durch Leitungen 27 bzw. 28 mit einem bandbetätigten Hilfsst.euerschalter
29 verbunden, der von einem an dein Schieber dieses Schalters angefenkten Hebel
30 gesteuert wird. Je nach der Lage dieses Schiebers werden die Leitungen
27 und 28 entweder an den dem. Hilfssteuerschalter 29 über eine von der Pumpendruckleitung
2 ,abgezweigte Leitung 3i zugeführten hohen Druck oder an den niedrigen Druck angeschlossen,
der dem Hilfssteuerschalter 2g üb.er eine von der Pumpensaugl.eitung a3 abgezweigte
Leitung 32 zugeführt wird.
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In Fig. z ist ein Teil einer abgeänderten .@usführungsform der erfindungsgemäßen
hydraulischen Arbeitsanlage dargestellt; dabei werden nur der Hochdruckspeicher
d. und der Niederdruckspeicher ig sowie ihre Verbindungen mit der Arbeitszelle i3
und dem zwischengeschalteten Steuerschalter gezeigt. Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel
wird der hohe Druck des Speichers q. zur Betätigung der Arbeitszelle 13 in :einem
Sinne ausgenutzt, d. h. im Sinne des Hera'bdrückens des. Kolbens rd. in dem Zylinder
13 (Pfeil fs). Zu diesem Zweck ist der Hochdruckspeicherq. unmittelbar über
die Leitung 8 an die Kammer 1z der Arbeitszelle angeschlossen, und man hat in die
Leitung 17, welche die Kaminar i j der Arbeitszelle mit dem Niederdruckspeicher
ig verbindet, einen Steuersclialter 32, wie beispielsweise einen Dreiwegeh.ahn,
eingeschaltet, dessen bewegliches Steuerorgan, wie beispielsweise ein HahnkÜken
33, entsprechend seiner Lage die Kaminer 15 der Arbeitszelle 13 entweder
mit dem niedrigen Druck des Speichers ig oder mit dein hohen Förderdruck der Pumpe
verbindet, welch letzterer in einer zusätzlichen Druckleitung 3.1 herrscht, die
beispielsweise von der Pumpendruckleitung abgezweigt ist.
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Natürlich ist die Erfindung keineswegs auf die beschriebenen und dargestellten
Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in allen Einzel'linit°n vielfach abgeändert
werden. 'Insbesondere kann die Arbeitsanlage mit einer Pumpe, einem Hochdruckspeicher
und einem Niederdruckspeich.er, statt eine einzige Arbeitszelle zu betätig:n, auch
zur Betätigung von zwei oder mehr Arbeitszellen dienen. Ferner ist die Anwendung
der.erfindungsgemäßen hydraulischen Arb,eits-' anlage nicht nur auf den Luftfahrzeugbau
beschränkt, sondern kann in allen Fällen benutzt werden, wo .es sich darum handelt,
hydraulische Steuerungen zu erzielen, die einen grollen Druckmittelverl»-auch aufweisen.
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