WO2015131975A1 - Electromechanical rotary actuator comprising an unlocking mechanism - Google Patents

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WO2015131975A1
WO2015131975A1 PCT/EP2015/000270 EP2015000270W WO2015131975A1 WO 2015131975 A1 WO2015131975 A1 WO 2015131975A1 EP 2015000270 W EP2015000270 W EP 2015000270W WO 2015131975 A1 WO2015131975 A1 WO 2015131975A1
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Wolfgang Braig
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Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh
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    • F16D2500/70402Actuator parameters
    • F16D2500/7041Position

Definitions

  • the invention relates to an electromechanical rotary actuator with a rotary drive.
  • Electric actuators are used in aircraft for controlling or operating certain aircraft components.
  • the operation or steering of the chassis or leg of a helicopter or surface aircraft may be mentioned. Due to the design, it may be necessary to use so-called rotary actuators, which actuate the part to be actuated via a rotational movement. According to a possible concrete application, the vehicle leg is retracted or extended via the rotational movement.
  • a well-known fault with electromechanical drives is the jamming of the mechanical components, which means that the load can not be moved and the landing gear can no longer be extended for landing, for example. Due to the very high safety requirements in the aerospace industry, two independent actuation mechanisms are therefore required for extension per suspension, so that after failure of the main drive at least one extension movement of the chassis can be guaranteed. The operation can over be implemented two redundant or even diverse drive units. An additional second drive is costly and requires additional space.
  • the object of the present invention is to show a rotary actuator with a rotary drive, wherein the actuator allows for a mechanical failure of the drive movement of the driven load, that is, a decoupling of these from the drive train.
  • the invention proposes an electromechanical rotary actuator with a rotary drive.
  • the rotary drive is an electromechanical drive.
  • the rotational operation is coupled or connectable via at least one coupling with the load to be actuated.
  • the load can be moved in two or more load positions.
  • the mechanical drive train can be interrupted within the actuator and the mechanical connection between the drive and the load to be actuated can be disconnected.
  • the load is then at least partially freely movable at least in the actual drive direction of the actuator.
  • the load is freely movable between the load positions to be approached by the actuator, so that the load can be moved manually or otherwise at least into a load position.
  • the rotary actuator comprises an integrated hydraulic
  • the clutch is hydraulically actuated to establish or separate the mechanical connection between the rotational operation and the load to be actuated.
  • the clutch is therefore separable and / or connectable by means of the integrated hydraulics.
  • the use of at least two clutch plates is conceivable that form a positive connection and / or adhesion to torque transmission when closing the clutch.
  • the two clutch discs are spaced, thereby interrupting the positive engagement and / or traction.
  • the clutch is closed if the applied hydraulic pressure within the integrated hydraulic system reaches or exceeds a defined pressure level. At a pressure drop within the integrated hydraulics, the clutch opens. Alternatively, it is also conceivable that the clutch is closed at a pressure drop and when reaching or exceeding a certain pressure level, the clutch is opened.
  • the clutch has, for example, hydraulically preloaded clutch disks, which can be actuated via the hydraulic circuit of the integrated hydraulics in order to achieve opening or closing of the clutch.
  • the actuator ideally the at least one clutch, has an internal, closed hydraulic circuit which is not connected or connectable to an external hydraulic system at the installation location.
  • the pressure required to close the clutch that is to say to preload the clutch discs, can ideally be made available by means of a pressure accumulator integrated in the hydraulic system.
  • one or more pressing pistons are provided for actuating the clutch, i. at least one of the clutch plates, which are preferably distributed in the region of a movable coupling part, in particular the operable clutch disc, the at least one clutch are arranged. Ideally, several pressing pistons are distributed over the circumference of the actuated clutch disc.
  • the pressure piston can be designed in the form of a conventional hydraulic cylinder piston unit whose piston acts directly or indirectly on the operable clutch disc.
  • the at least one pressing piston presses the clutch disk onto the complementary clutch disk as soon as the necessary pressure prevails in the cylinder space.
  • the distributed pressure pistons are usefully supplied with the same pressure level of the integrated hydraulics. However, it is also conceivable to control the individual pressure piston deviating from each other.
  • one or more return means are provided for opening the clutch at pressure drop, which apply a restoring force against the hydraulic force of the one or more pressing piston on the movable coupling part, in particular the operable clutch disc.
  • the outgoing restoring force of the one or more return means is ideally dimensioned so that an opening of the clutch under Load influence takes place.
  • restoring means are preferably one or more springs, in particular pressure and / or tension springs.
  • the integrated hydraulic system comprises at least one seat valve for controlling and / or regulating the hydraulic pressure present on the one or more pressure pistons.
  • the at least one valve connects at least one integrated pressure accumulator with an internal reservoir, so that depending on the switching position hydraulic medium can be discharged via the seat valve in the reservoir.
  • the seat valve In the closed switching position, the seat valve is preferably 100% sealed to prevent unwanted pressure losses in the memory.
  • an electrically actuated seat valve is advantageously actuated seat valve.
  • At least one hydraulic pump can be integrated in the integrated hydraulics, in particular if the regular functional check of the coupling is targeted.
  • the hydraulic fluid discharged into the reservoir can be returned to the reservoir by means of the hydraulic pump to restore the necessary preload for closing the clutch.
  • the hydraulic pump is also connected via at least one seat valve to the memory or connectable to pump hydraulic medium from the reservoir into the memory, if necessary.
  • the seat valve used for the hydraulic pump is preferably 100% tight, so that a pressure drop in the memory via the seat valve is prevented as possible.
  • the integrity of the hydraulic pressure supply can take place for example with the aid of sensors, wherein preferably one or more pressure sensors monitor the area of the pressure accumulator or the pressure lines.
  • An alternative is the use of an LVDT, which is located on the pressure accumulator and monitors the memory level.
  • one or more measuring means are provided for detecting a blockage within the mechanical load path of the actuator.
  • the integrated hydraulics, ie the seat valve between the reservoir and the reservoir can preferably be controlled as a function of the measured values generated by the measuring means. This preferably enables automatic decoupling of the mechanical drive train as soon as a malfunction of the electromechanical drive of the actuator is detected.
  • bearings for supporting the clutch shafts.
  • these conventional rolling bearings do not achieve the required safety figures.
  • duplex bearings as they are known, for example, from flight controls of helicopters, or even parallel bearings (for example, plain bearings and redundant bearings) can be used.
  • the present invention relates to a landing gear for an aircraft, in particular for an aircraft or a helicopter, with an actuator according to the present invention or an advantageous embodiment of the invention.
  • the actuator according to the invention serves to extend and retract the landing gear.
  • the actuator is so arranged on the chassis, so that the chassis when uncoupling of the actuator, that is, when opening the clutch, due to the 'Freefall' condition of the chassis can be extended automatically. This ensures that interrupted in a blockage of the regular chassis drive with the help of integrated hydraulics, the mechanical load path and the chassis is automatically retractable.
  • the invention relates to an aircraft with at least one actuator according to the present invention and / or at least one landing gear according to the present invention.
  • the advantages and characteristics of the aircraft or of the landing gear according to the invention obviously correspond to those of the invention. Actual actuator, which is why omitted at this point to a repetitive description.
  • the single figure shows a cross section through an electromechanical rotation onsaktuator according to the present invention as it is mounted in an aircraft for extending and retracting the leg. Due to the very high safety requirements, two independent actuating mechanisms for extending the landing gear are required, so that when an occurring blockage within the mechanical drive path of the first mechanism, the extension movement can be performed by the second actuating mechanism.
  • the construction of the illustrated chassis therefore allows an extension of the chassis only due to the weight ("Freefall") by the mechanical load path of the drive is interrupted, in particular decoupled.
  • the actual extension and retraction movement is achieved via an electromechanical rotary drive whose torque is transmitted via the two rotation shafts 10, 20.
  • the shaft 20 is in communication with the landing gear of the aircraft, while the shaft 10 is connected via a transmission with the rotary drive.
  • the load path via a corresponding coupling, which sits between the shafts 10, 20, are separated.
  • the clutch consists of the two separable clutch plates 30, 40, which enter into a positive connection with each other for torque transmission.
  • the clutch disc 30 is displaceably mounted along the axis of rotation D of the rotary shaft 10 and can thus be selectively brought into contact with the fixed clutch disc 40 or separated.
  • the clutch has an internal, closed hydraulic circuit 85, which is not connected to the hydraulic system of the aircraft.
  • the clutch is open while it is positively closed hydraulically biased, so that the torque about the axis D of the shaft 10 can be transmitted to the shaft 20.
  • the pressure required for the bias is provided by the biased pressure accumulator 80.
  • a plurality of pressing pistons 50 are distributed over the circumference of the clutch disc 30, the pistons of which exert pressure on the disc 30 as uniformly as possible over the circumference of the disc and press it against the coupling half 40 in the direction of the axis of rotation D.
  • Coupling half 30 distributed springs 70 compressed.
  • the springs 70 cause a restoring force on the coupling half 30 to move them at a pressure drop within the Anpresskolben 50 upwards in the direction of the axis of rotation D and to decouple the mechanical load path.
  • the illustrated figure shows a non-pressurized and thus opened clutch.
  • the individual springs 70 are aligned and dimensioned such that the generated restoring force separates the coupling halves 30, 40 even under load as soon as the pressure in the contact pressure piston 50 drops.
  • the torque transmission from the shaft 10 to the shaft 20 is then interrupted and the shaft 20 may for example be mounted freely movable. As a result, a chassis connected to the shaft 20 can be extended automatically due to its own weight.
  • the seat valve 90 To depressurize the hydraulic 85, the seat valve 90 must be actuated, which can usually be done by electrical control signals.
  • the illustrated seat valve 90 is shown in the figure in the closed switching state, so that no oil from the pressure accumulator 80 can escape into the reservoir R. After actuation of the poppet valve 90, however, the oil can be discharged from the reservoir 80 in the reservoir R, so that the pressure in the Anpresskolben 50 decreases and the clutch is opened accordingly.
  • a hydraulic pump 101 can optionally be connected to the pressure accumulator 80 via a second seat valve 100. By switching the poppet valve 100, the reservoir 80 can be charged via the pump 101 by pumping oil from the reservoir R into the reservoir 80. By incorporating the pump 101, the clutch can be regularly checked for its function and subsequently returned to the necessary operational readiness, i. in the prestressed state of the hydraulics.
  • the integrity of the hydraulic pressure supply is achieved by means of the LVDT 110, which detects the memory level of the memory 80 and notifies a controller.
  • the present invention is characterized by the combination of hydraulically biased clutch plates 30, 40 for transmitting the torque and the hydraulic circuit 85 in case of emergency achieved a simple separation of the mechanical load path between the rotary drive and chassis, so that the chassis can extend automatically by the freefall condition. Switching of the hydraulic system 85 should take place, in particular, when a fault of the electromechanical drive is detected, for example when the drive is jammed.
  • the advantages of the invention are that a jam-free electromechanical rotary drive can be realized by the invention, which allows the use of a rotary EMA for functions that previously had to be performed otherwise for safety and / or availability reasons Furthermore, the optional integration of the hydraulic pump 101 makes it possible to automatically reset the system with regular monitoring of the function, and the hydraulic circuit itself is completely integrated in the device and does not require an external supply.

Abstract

Disclosed is an electromechanical rotary actuator comprising a rotary drive which is or can be connected to the load to be actuated by means of at least one coupling element that can be disconnected and/or connected using an integrated hydraulic device for the actuator.

Description

Elektromechanischer Rotationsaktuator mit Entriegelung  Electromechanical rotary actuator with unlocking
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Rotationsaktuator mit einem Rotationsantrieb. The invention relates to an electromechanical rotary actuator with a rotary drive.
Elektrische Aktuatoren finden in Luftfahrzeugen zur Steuerung bzw. Betätigung bestimmter Flugzeugkomponenten Verwendung. Als Beispiel kann die Betätigung oder Lenkung des Fahrwerks bzw. Fahrwerkbeins eines Helikopters oder Flächenflugzeuges genannt werden. Konstruktionsbedingt kann der Einsatz sogenannter Rotationsaktuatoren erforderlich sein, die über eine Rotationsbewegung das zu betätigende Teil ansteuern. Gemäß einem möglichen konkreten Anwendungsfall wird das Fahrzeugbein über die Drehbewegung ein- oder ausgefahren. Electric actuators are used in aircraft for controlling or operating certain aircraft components. As an example, the operation or steering of the chassis or leg of a helicopter or surface aircraft may be mentioned. Due to the design, it may be necessary to use so-called rotary actuators, which actuate the part to be actuated via a rotational movement. According to a possible concrete application, the vehicle leg is retracted or extended via the rotational movement.
Ein bekannter Fehlerfall bei elektromechanischen Antrieben ist das Verklemmen der mechanischen Komponenten, was dazu führt, dass die Last nicht mehr bewegt und sich das Fahrwerk beispielsweise für die Landung nicht mehr ausfahren lässt. Aufgrund der sehr hohen Sicherheitsanforderungen in der Luftfahrtindustrie sind deshalb pro Fahrwerk zwei unabhängige Betätigungsmechanismen zum Ausfahren vorgeschrieben, so dass nach Ausfall des Hauptantriebs zumindest eine Ausfahrbewegung des Fahrwerks gewährleistet werden kann. Die Betätigung kann über zwei redundante oder auch diversitäre Antriebseinheiten umgesetzt sein. Ein zusätzlicher zweiter Antrieb ist jedoch kostenintensiv und erfordert zusätzlichen Bauraum. A well-known fault with electromechanical drives is the jamming of the mechanical components, which means that the load can not be moved and the landing gear can no longer be extended for landing, for example. Due to the very high safety requirements in the aerospace industry, two independent actuation mechanisms are therefore required for extension per suspension, so that after failure of the main drive at least one extension movement of the chassis can be guaranteed. The operation can over be implemented two redundant or even diverse drive units. An additional second drive is costly and requires additional space.
Alternativ bietet sich die Fahrwerksbetätigung für den Notfall unter Ausnutzung des Fahrwerkeigengewichtes an. Die entsprechende Einbaulage gestattet sodann ein selbsttätiges Ausfahren des Fahrwerks aufgrund der Gewichtskraft ("Freefall"). Grundvoraussetzung hierfür ist jedoch eine mechanische Entkopplung vom regulären Antrieb. Alternatively, the Fahrwerkssbetätigung offers for emergency using the Fahrwerksigengewichtes. The corresponding mounting position then allows an automatic extension of the chassis due to the weight ("Freefall"). The basic prerequisite for this, however, is a mechanical decoupling of the regular drive.
Die Zielsetzung der vorliegenden Erfindung liegt in dem Aufzeigen eines Rotations- aktuators mit einem Rotationsantrieb, wobei der Aktuator bei einem mechanischen Fehlverhalten des Antriebes eine Bewegung der anzutreibenden Last, das heisst eine Entkopplung dieser vom Antriebsstrang zulässt. The object of the present invention is to show a rotary actuator with a rotary drive, wherein the actuator allows for a mechanical failure of the drive movement of the driven load, that is, a decoupling of these from the drive train.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen elektromechanischen Rotationsaktuator mit einem Rotationsantrieb gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Aktuators sind Gegenstand der sich an den Hauptanspruch anschließenden Unteransprüchen. This object is achieved by an electromechanical rotary actuator with a rotary drive according to the features of claim 1. Advantageous embodiments of the actuator are the subject of the subordinate claims to the main claim.
Die Erfindung schlägt einen elektromechanischen Rotationsaktuator mit einem Rotationsantrieb vor. Der Rotationsantrieb ist ein elektromechanischer Antrieb. Erfindungsgemäß ist der Rotationsbetrieb über wenigstens eine Kupplung mit der zu betätigen Last kuppelbar verbunden bzw. verbindbar. Mittels des Aktuators kann die Last in zwei oder mehrere Laststellungen bewegbar sein. Mit Hilfe der Kupplung kann der mechanische Antriebsstrang innerhalb des Aktuators unterbrochen und die mechanische Verbindung zwischen Antrieb und der zu betätigen Last getrennt werden. Vorzugsweise ist die Last dann zumindest in der eigentlichen Antriebsrichtung des Aktuators zumindest teilweise freibewegbar. Besonders bevorzugt ist die Last zwischen den durch den Aktuator anzufahrenden Laststellungen frei bewegbar, so dass die Last zumindest in eine Laststellung manuell oder anderweitig verbringbar ist. Bei geeigneter Ausrichtung und Montage des Aktuators innerhalb eines Gerätes, insbesondere innerhalb eines Luftfahrzeugs, können hierdurch die notwendigen Voraussetzungen für die Freifallbedingung der zu betätigen Last geschaffen werden, d.h. nach Entkuppeln der Last bewegt sich diese selbstständig aufgrund ihres Eigengewichtes in eine geforderte Laststellung. The invention proposes an electromechanical rotary actuator with a rotary drive. The rotary drive is an electromechanical drive. According to the invention, the rotational operation is coupled or connectable via at least one coupling with the load to be actuated. By means of the actuator, the load can be moved in two or more load positions. With the help of the coupling, the mechanical drive train can be interrupted within the actuator and the mechanical connection between the drive and the load to be actuated can be disconnected. Preferably, the load is then at least partially freely movable at least in the actual drive direction of the actuator. Particularly preferably, the load is freely movable between the load positions to be approached by the actuator, so that the load can be moved manually or otherwise at least into a load position. With suitable alignment and assembly of the actuator within a device, in particular within an aircraft, thereby the necessary conditions for the free fall condition of the load to be operated can be created, ie after uncoupling the load moves this automatically due to their own weight in a required load position.
Bezüglich der Ausgestaltung der wenigstens einen Kupplung ist es weiterhin erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Rotationsaktuator eine integrierte Hydraulik umfasst, und das die Kupplung hydraulisch betätigbar ist, um die mechanische Verbindung zwischen dem Rotationsbetrieb und der zu betätigenden Last herzustellen bzw. zu trennen. Die Kupplung ist folglich mit Hilfe der integrierten Hydraulik trennbar und/oder verbindbar. With regard to the design of the at least one clutch, it is further provided according to the invention that the rotary actuator comprises an integrated hydraulic, and that the clutch is hydraulically actuated to establish or separate the mechanical connection between the rotational operation and the load to be actuated. The clutch is therefore separable and / or connectable by means of the integrated hydraulics.
Als Kupplung ist die Verwendung von wenigstens zwei Kupplungsscheiben denkbar, die beim Schließen der Kupplung miteinander einen Formschluss und/oder Kraftschluss zur Drehmomentübertragung bilden. Zur Kupplungstrennung werden die beiden Kupplungsscheiben beabstandet und dadurch der Formschluss und/oder Kraftschluss unterbrochen. As a clutch, the use of at least two clutch plates is conceivable that form a positive connection and / or adhesion to torque transmission when closing the clutch. For coupling separation, the two clutch discs are spaced, thereby interrupting the positive engagement and / or traction.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kupplung geschlossen ist, sofern der anliegende Hydraulikdruck innerhalb der integrierten Hydraulik ein definiertes Druckniveau erreicht oder überschreitet. Bei einem Druckabfall innerhalb der integrierten Hydraulik öffnet die Kupplung. Alternativ ist es ebenso denkbar, dass die Kupplung bei einem Druckabfall geschlossen und bei Erreichen oder Überschreiten eines bestimmten Druckniveaus die Kupplung geöffnet wird. In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the clutch is closed if the applied hydraulic pressure within the integrated hydraulic system reaches or exceeds a defined pressure level. At a pressure drop within the integrated hydraulics, the clutch opens. Alternatively, it is also conceivable that the clutch is closed at a pressure drop and when reaching or exceeding a certain pressure level, the clutch is opened.
In der bevorzugten ersten Variante verfügt die Kupplung beispielsweise über hydraulisch vorgespannte Kupplungsscheiben, die über die hydraulische Schaltung der integrierten Hydraulik betätigbar sind, um ein Öffnen oder Schließen der Kupplung zu erreichen. Insbesondere verfügt der Aktuator, idealerweise die wenigstens eine Kupplung, über einen inneren, abgeschlossenen Hydraulikkreis, der nicht mit einem externen hydraulischen System am Einbauort verbunden bzw. verbindbar ist. In the preferred first variant, the clutch has, for example, hydraulically preloaded clutch disks, which can be actuated via the hydraulic circuit of the integrated hydraulics in order to achieve opening or closing of the clutch. In particular, the actuator, ideally the at least one clutch, has an internal, closed hydraulic circuit which is not connected or connectable to an external hydraulic system at the installation location.
Der notwendige Druck zum Schließen der Kupplung, das heißt zur Vorspannung der Kupplungsscheiben, kann idealerweise mittels eines in die Hydraulik integrierten Druckspeichers bereitstellbar sein. The pressure required to close the clutch, that is to say to preload the clutch discs, can ideally be made available by means of a pressure accumulator integrated in the hydraulic system.
Zur Betätigung der Kupplung, d.h. zumindest einer der Kupplungsscheiben, sind gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ein oder mehrere Anpresskolben vorgesehen, die vorzugsweise verteilt im Bereich eines bewegbaren Kupplungsteils, insbesondere der betätigbaren Kupplungsscheibe, der wenigstens einen Kupplung angeordnet sind. Idealerweise sind mehrere Anpresskolben verteilt über den Umfang der betätigbaren Kupplungsscheibe angeordnet. Die Anpresskolben können in Form einer herkömmlichen hydraulischen Zylinderkolbeneinheit ausgeführt sein, dessen Kolben mittelbar oder unmittelbar auf die betätigbare Kupplungsscheibe einwirkt. Besonders bevorzugt drückt der wenigstens eine Anpresskolben die Kupplungsscheibe auf die komplementäre Kupplungsscheibe, sobald der notwendige Druck im Zylinderraum vorherrscht. For actuating the clutch, i. at least one of the clutch plates, one or more pressing pistons are provided according to a preferred embodiment of the invention, which are preferably distributed in the region of a movable coupling part, in particular the operable clutch disc, the at least one clutch are arranged. Ideally, several pressing pistons are distributed over the circumference of the actuated clutch disc. The pressure piston can be designed in the form of a conventional hydraulic cylinder piston unit whose piston acts directly or indirectly on the operable clutch disc. Particularly preferably, the at least one pressing piston presses the clutch disk onto the complementary clutch disk as soon as the necessary pressure prevails in the cylinder space.
Die verteilt angeordneten Anpresskolben werden sinnvollerweise mit dem gleichen Druckniveau der integrierten Hydraulik versorgt. Es ist jedoch auch denkbar, die einzelnen Anpresskolben abweichend voneinander zu steuern. The distributed pressure pistons are usefully supplied with the same pressure level of the integrated hydraulics. However, it is also conceivable to control the individual pressure piston deviating from each other.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zum Öffnen der Kupplung bei Druckabfall ein oder mehrere Rückstellmittel vorgesehen, die entgegen der Hydraulikkraft der ein oder mehreren Anpresskolben eine Rückstellkraft auf das bewegbare Kupplungsteil, insbesondere die betätigbare Kupplungsscheibe, aufbringen. Die ausgehende Rückstellkraft der ein oder mehreren Rückstellmittel ist idealerweise derart dimensioniert, sodass ein Öffnen der Kupplung auch unter Lasteinfluss erfolgt. Als Rückstellmittel eignen sich bevorzugt ein oder mehrere Federn, insbesondere Druck- und/oder Zugfedern. In an advantageous embodiment of the invention, one or more return means are provided for opening the clutch at pressure drop, which apply a restoring force against the hydraulic force of the one or more pressing piston on the movable coupling part, in particular the operable clutch disc. The outgoing restoring force of the one or more return means is ideally dimensioned so that an opening of the clutch under Load influence takes place. As restoring means are preferably one or more springs, in particular pressure and / or tension springs.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Aktuators umfasst dessen integrierte Hydraulik wenigstens ein Sitzventil zur Steuerung und/oder Regelung des an dem oder den Anpresskolben vorliegenden Hydraulikdruckes. Das wenigstens eine Ventil verbindet wenigstens einen integrierten Druckspeicher mit einem internen Reservoir, so dass je nach Schaltstellung Hydraulikmedium über das Sitzventil in das Reservoir abgelassen werden kann. In der geschlossenen Schaltstellung ist das Sitzventil vorzugsweise 100% dichtend, um ungewollte Druckverluste im Speicher zu vermeiden. Zweckmäßig ist ein elektrisch betätigbares Sitzventil. According to a further advantageous embodiment of the actuator according to the invention, the integrated hydraulic system comprises at least one seat valve for controlling and / or regulating the hydraulic pressure present on the one or more pressure pistons. The at least one valve connects at least one integrated pressure accumulator with an internal reservoir, so that depending on the switching position hydraulic medium can be discharged via the seat valve in the reservoir. In the closed switching position, the seat valve is preferably 100% sealed to prevent unwanted pressure losses in the memory. Conveniently, an electrically actuated seat valve.
Weiterhin kann optional wenigstens eine Hydraulikpumpe in die integrierte Hydraulik eingebunden sein, insbesondere dann, wenn die regelmäßige Funktionsüberprüfung der Kupplung angepeilt ist. Die in das Reservoir abgelassene Hydraulikflüssigkeit lässt sich mittels der Hydraulikpumpe zurück in den Speicher fördern, um die notwendige Vorspannung zum Schließen der Kupplung wiederherzustellen. Furthermore, optionally at least one hydraulic pump can be integrated in the integrated hydraulics, in particular if the regular functional check of the coupling is targeted. The hydraulic fluid discharged into the reservoir can be returned to the reservoir by means of the hydraulic pump to restore the necessary preload for closing the clutch.
Zweckmäßigerweise ist die Hydraulikpumpe ebenfalls über wenigstens ein Sitzventil mit dem Speicher verbunden bzw. verbindbar, um bedarfsweise Hydraulikmedium aus dem Reservoir in den Speicher zu pumpen. Mittels der Pumpe lassen sich unter Umständen auch Leckagen in der Hydraulik ausgleichen. Das verwendete Sitzventil für die Hydraulikpumpe ist vorzugsweise 100 % dicht, sodass ein Druckabfall im Speicher über das Sitzventil möglichst verhindert wird. Conveniently, the hydraulic pump is also connected via at least one seat valve to the memory or connectable to pump hydraulic medium from the reservoir into the memory, if necessary. Under certain circumstances, leaks in the hydraulics can also be compensated by means of the pump. The seat valve used for the hydraulic pump is preferably 100% tight, so that a pressure drop in the memory via the seat valve is prevented as possible.
Die Integrität der hydraulischen Druckversorgung kann beispielsweise mit Hilfe von Sensoren erfolgen, wobei vorzugsweise ein oder mehrere Drucksensoren den Bereich des Druckspeichers bzw. der Druckleitungen überwachen. Als Alternative erweist sich die Verwendung eines LVDTs, der am Druckspeicher angeordnet ist und den Speicherfüllstand überwacht. In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind ein oder mehrere Messmittel zur Erkennung einer Blockade innerhalb des mechanischen Lastpfades des Aktuators vorgesehen. Vorzugsweise ist die integrierte Hydraulik, d.h. das Sitzventil zwischen Speicher und Reservoir, in Abhängigkeit der durch die Messmittel erzeugten Messwerte steuerbar. Dies ermöglicht vorzugsweise eine automatische Entkupplung des mechanischen Antriebsstranges, sobald eine Fehlfunktion des elektromechanischen Antriebs des Aktuators erkannt wird. The integrity of the hydraulic pressure supply can take place for example with the aid of sensors, wherein preferably one or more pressure sensors monitor the area of the pressure accumulator or the pressure lines. An alternative is the use of an LVDT, which is located on the pressure accumulator and monitors the memory level. In a further preferred embodiment of the invention, one or more measuring means are provided for detecting a blockage within the mechanical load path of the actuator. The integrated hydraulics, ie the seat valve between the reservoir and the reservoir, can preferably be controlled as a function of the measured values generated by the measuring means. This preferably enables automatic decoupling of the mechanical drive train as soon as a malfunction of the electromechanical drive of the actuator is detected.
Es besteht die Möglichkeit, zur Lagerung der Kupplungswellen ein oder mehrere Wälzlager einzusetzen. Bei besonders hohen Sicherheitsanforderungen erreichen diese herkömmlichen Wälzlager jedoch nicht die geforderten Sicherheitszahlen. In diesem Fall können Duplexwälzlager, wie sie beispielsweise aus Flugsteuerungen von Helikoptern bekannt sind, oder auch parallel angeordnete Lagerungen (zum Beispiel Gleitlager und redundante Wälzlager) Verwendung finden. It is possible to use one or more bearings for supporting the clutch shafts. However, in the case of particularly high safety requirements, these conventional rolling bearings do not achieve the required safety figures. In this case, duplex bearings, as they are known, for example, from flight controls of helicopters, or even parallel bearings (for example, plain bearings and redundant bearings) can be used.
Neben dem Aktuator betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrwerk für ein Luftfahrzeug, insbesondere für ein Flugzeug oder einen Helikopter, mit einem Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung bzw. einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung. Der erfindungsgemäße Aktuator dient zum Aus- und Einfahren des Fahrwerks. In addition to the actuator, the present invention relates to a landing gear for an aircraft, in particular for an aircraft or a helicopter, with an actuator according to the present invention or an advantageous embodiment of the invention. The actuator according to the invention serves to extend and retract the landing gear.
Idealerweis ist der Aktuator derart am Fahrwerk angeordnet, sodass das Fahrwerk beim Entkuppeln des Aktuators, das heißt beim Öffnen der Kupplung, aufgrund der „Freefall' -Bedingung des Fahrwerks selbsttätig ausgefahren werden kann. Dadurch ist sichergestellt, das bei einer Blockade des regulären Fahrwerkantriebes mit Hilfe der integrierten Hydraulik der mechanische Lastpfad unterbrochen und das Fahrwerk selbsttätig ausfahrbar ist. Idealerweis the actuator is so arranged on the chassis, so that the chassis when uncoupling of the actuator, that is, when opening the clutch, due to the 'Freefall' condition of the chassis can be extended automatically. This ensures that interrupted in a blockage of the regular chassis drive with the help of integrated hydraulics, the mechanical load path and the chassis is automatically retractable.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Luftfahrzeug mit wenigstens einem Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung und/oder wenigstens einem Fahrwerk gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorteile und Eigenschaften des Luftfahrzeugs bzw. des erfindungsgenäßen Fahrwerks entsprechen offensichtlich denen des erfindungs- genäßen Aktuators, weshalb an dieser Stelle auf eine wiederholende Beschreibung verzichtet wird. Furthermore, the invention relates to an aircraft with at least one actuator according to the present invention and / or at least one landing gear according to the present invention. The advantages and characteristics of the aircraft or of the landing gear according to the invention obviously correspond to those of the invention. Actual actuator, which is why omitted at this point to a repetitive description.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden im Folgenden anhand eines in der einzigen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Further advantages and features of the invention are explained in more detail below with reference to an embodiment shown in the single drawing.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch einen elektromechanischen Rotati- onsaktuator gemäß der vorliegenden Erfindung wie er in einem Luftfahrzeug zum Ein- und Ausfahren des Fahrwerkbeins montiert ist. Aufgrund der sehr hohen Sicherheitsanforderungen sind zwei unabhängige Betätigungsmechanismen zum Ausfahren des Fahrwerks gefordert, so dass bei einer auftretenden Blockade innerhalb des mechanischen Antriebspfades des ersten Mechanismus die Ausfahrbewegung durch den zweiten Betätigungsmechanismus ausgeführt werden kann. Die Konstruktion des dargestellten Fahrwerks ermöglicht daher ein Ausfahren des Fahrwerks nur aufgrund der Gewichtskraft ("Freefall"), indem der mechanische Lastpfad des Antriebes unterbrochen, insbesondere entkuppelt wird. The single figure shows a cross section through an electromechanical rotation onsaktuator according to the present invention as it is mounted in an aircraft for extending and retracting the leg. Due to the very high safety requirements, two independent actuating mechanisms for extending the landing gear are required, so that when an occurring blockage within the mechanical drive path of the first mechanism, the extension movement can be performed by the second actuating mechanism. The construction of the illustrated chassis therefore allows an extension of the chassis only due to the weight ("Freefall") by the mechanical load path of the drive is interrupted, in particular decoupled.
Die eigentliche Aus- und Einfahrbewegung wird über einen elektromechanischen Rotationsantrieb erreicht, dessen Drehmoment über die beiden Rotationswellen 10, 20 übertragen wird. Die Welle 20 steht dabei mit dem Fahrwerk des Luftfahrzeugs in Verbindung, während die Welle 10 über ein Getriebe mit dem Rotationsantrieb verbunden ist. Bei einer Fehlfunktion des Antriebes kann der Lastpfad über eine entsprechende Kupplung, die zwischen den Wellen 10, 20 sitzt, getrennt werden. The actual extension and retraction movement is achieved via an electromechanical rotary drive whose torque is transmitted via the two rotation shafts 10, 20. The shaft 20 is in communication with the landing gear of the aircraft, while the shaft 10 is connected via a transmission with the rotary drive. In case of malfunction of the drive, the load path via a corresponding coupling, which sits between the shafts 10, 20, are separated.
Im Detail besteht die Kupplung aus den beiden trennbaren Kupplungsscheiben 30, 40, die miteinander eine formschlüssige Verbindung zur Drehmomentübertragung eingehen. Die Kupplungsscheibe 30 ist dabei entlang der Rotationsachse D der Drehwelle 10 verschieblich gelagert und kann folglich wahlweise mit der feststehenden Kupplungsscheibe 40 in Kontakt gebracht oder getrennt werden. Für die Betätigung der Kupplungsscheibe 30 verfügt die Kupplung über einen internen, abgeschlossenen Hydraulikkreis 85, der nicht mit dem hydraulischen System des Flugzeugs verbunden ist. In detail, the clutch consists of the two separable clutch plates 30, 40, which enter into a positive connection with each other for torque transmission. The clutch disc 30 is displaceably mounted along the axis of rotation D of the rotary shaft 10 and can thus be selectively brought into contact with the fixed clutch disc 40 or separated. For the operation of the clutch disc 30, the clutch has an internal, closed hydraulic circuit 85, which is not connected to the hydraulic system of the aircraft.
Drucklos ist die Kupplung geöffnet, während sie hydraulisch vorgespannt formschlüssig geschlossen ist, so dass das Drehmoment um die Achse D von der Welle 10 auf die Welle 20 übertragen werden kann. Der für die Vorspannung notwendige Druck wird durch den vorgespannten Druckspeicher 80 bereitgestellt. Über den Umfang der Kupplungsscheibe 30 sind mehrere Anpresskolben 50 verteilt angeordnet, deren Kolben möglichst gleichmäßig über den Scheibenumfang Druck auf die Scheibe 30 ausüben und diese in Richtung der Rotationsachse D auf die Kupplungshälfte 40 drücken. Durch den anliegenden hydraulischen Druck wird also die Kupplungshälfte 30 in der dargestellten Zeichnung nach unten in Richtung der Kupplungshälfte 40 gedrückt, sodass zwischen den beiden Kupplungshälften 30, 40 eine formschlüssige Verbindung besteht, um das Drehmoment der Welle 10 auf die Welle 20 zu übertragen. Depressurized, the clutch is open while it is positively closed hydraulically biased, so that the torque about the axis D of the shaft 10 can be transmitted to the shaft 20. The pressure required for the bias is provided by the biased pressure accumulator 80. A plurality of pressing pistons 50 are distributed over the circumference of the clutch disc 30, the pistons of which exert pressure on the disc 30 as uniformly as possible over the circumference of the disc and press it against the coupling half 40 in the direction of the axis of rotation D. By the applied hydraulic pressure so the coupling half 30 is pressed in the illustrated drawing down in the direction of the coupling half 40, so that between the two coupling halves 30, 40 is a positive connection to transmit the torque of the shaft 10 to the shaft 20.
Ist der anliegende Druck in den Anpresskolben 50 ausreichend, so werden bei geschlossener Kupplung gleichzeitig die über den Umfang der. Kupplungshälfte 30 verteilt angeordneten Federn 70 komprimiert. Die Federn 70 bewirken eine Rückstellkraft auf die Kupplungshälfte 30, um diese bei einem Druckabfall innerhalb der Anpresskolben 50 nach oben in Richtung der Drehachse D zu verschieben und den mechanischen Lastpfad zu entkuppeln. Die dargestellte Figur zeigt eine drucklose und folglich geöffnete Kupplung. If the applied pressure in the Anpresskolben 50 is sufficient, then at the same time over the circumference of the clutch. Coupling half 30 distributed springs 70 compressed. The springs 70 cause a restoring force on the coupling half 30 to move them at a pressure drop within the Anpresskolben 50 upwards in the direction of the axis of rotation D and to decouple the mechanical load path. The illustrated figure shows a non-pressurized and thus opened clutch.
Die einzelnen Federn 70 sind derart ausgerichtet und dimensioniert, so dass die erzeugte Rückstellkraft die Kupplungshälften 30, 40 auch unter Last trennt, sobald der Druck in den Anpresskolben 50 abfällt. Die Drehmomentübertragung von der Welle 10 auf die Welle 20 ist dann unterbrochen und die Welle 20 kann beispielsweise frei beweglich gelagert sein. Dadurch kann ein mit der Welle 20 verbundenes Fahrwerk automatisch aufgrund seiner eigenen Gewichtskraft ausgefahren werden. Um die Hydraulik 85 drucklos zu setzen, muss das Sitzventil 90 betätigt werden, was in der Regel durch elektrische Steuersignale erfolgen kann. Das dargestellte Sitzventil 90 ist in der Figur im geschlossenen Schaltzustand dargestellt, sodass kein Öl aus dem Druckspeicher 80 in das Reservoir R entweichen kann. Nach Betätigung des Sitzventils 90 kann hingegen das Öl aus dem Speicher 80 in das Reservoir R abgelassen werden, sodass der Druck in den Anpresskolben 50 abnimmt und die Kupplung entsprechend geöffnet wird. The individual springs 70 are aligned and dimensioned such that the generated restoring force separates the coupling halves 30, 40 even under load as soon as the pressure in the contact pressure piston 50 drops. The torque transmission from the shaft 10 to the shaft 20 is then interrupted and the shaft 20 may for example be mounted freely movable. As a result, a chassis connected to the shaft 20 can be extended automatically due to its own weight. To depressurize the hydraulic 85, the seat valve 90 must be actuated, which can usually be done by electrical control signals. The illustrated seat valve 90 is shown in the figure in the closed switching state, so that no oil from the pressure accumulator 80 can escape into the reservoir R. After actuation of the poppet valve 90, however, the oil can be discharged from the reservoir 80 in the reservoir R, so that the pressure in the Anpresskolben 50 decreases and the clutch is opened accordingly.
Eine Hydraulikpumpe 101 kann optional über ein zweites Sitzventil 100 einerseits mit dem Druckspeicher 80 verbunden sein. Durch Schalten des Sitzventils 100 kann über die Pumpe 101 der Speicher 80 aufgeladen werden, indem aus dem Reservoir R Öl in den Speicher 80 gefördert wird. Durch Einbindung der Pumpe 101 lässt sich die Kupplung regelmäßig auf deren Funktion überprüfen und im An- schluss in die notwendige Betriebsbereitschaft zurückversetzen, d.h. in den vorgespannten Zustand der Hydraulik. A hydraulic pump 101 can optionally be connected to the pressure accumulator 80 via a second seat valve 100. By switching the poppet valve 100, the reservoir 80 can be charged via the pump 101 by pumping oil from the reservoir R into the reservoir 80. By incorporating the pump 101, the clutch can be regularly checked for its function and subsequently returned to the necessary operational readiness, i. in the prestressed state of the hydraulics.
Die Integrität der hydraulischen Druckversorgung wird mit Hilfe des LVDTs 110 erreicht, der den Speicherstand des Speichers 80 erfasst und einer Steuerung mitteilt. The integrity of the hydraulic pressure supply is achieved by means of the LVDT 110, which detects the memory level of the memory 80 and notifies a controller.
Während hydraulischen Bauelementen eine ausreichende Sicherheit gegen Verklemmen ("Jam") bescheinigt wird, weisen mechanische Bauelemente deutlich geringere Sicherheitszahlen auf. Bei der vorgeschlagenen Kupplung werden schematisch dargestellte Wälzlager zur Lagerung der Kupplungswellen verwendet. Bei besonders hohen Sicherheitsanforderungen erreichen herkömmliche Wälzlager jedoch nicht die erforderlichen Sicherheitszahlen. In diesem Fall können Duplexwälz- lager, wie sie beispielsweise aus Flugsteuerungen von Helikoptern bekannt sind, oder parallel angeordnete Lagerungen (zum Beispiel Gleitlager und redundante Wälzlager) verwendet werden. While hydraulic components are certified as having sufficient security against jamming ("jam"), mechanical components have significantly lower safety figures. In the proposed coupling bearing schematically illustrated bearings are used to support the clutch shafts. However, in the case of particularly high safety requirements, conventional rolling bearings do not achieve the required safety figures. In this case, duplex rolling bearings, such as are known from flight controls of helicopters, or parallel bearings (for example plain bearings and redundant rolling bearings) can be used.
Durch die vorliegende Erfindung wird durch die Kombination von hydraulisch vorgespannten Kupplungsscheiben 30, 40 zur Übertragung des Drehmomentes und der hydraulischen Schaltung 85 im Notfall eine einfache Trennung des mechanischen Lastpfades zwischen Rotationsantrieb und Fahrwerk erreicht, sodass das Fahrwerk durch die Freefall-Bedingung selbsttätig ausfahren kann. Ein Schalten der Hydraulik 85 soll insbesondere dann erfolgen, wenn ein Fehlerfall des elektro- mechanischen Antriebs erkannt wird, so zum Beispiel bei einem Klemmen des Antriebs. The present invention is characterized by the combination of hydraulically biased clutch plates 30, 40 for transmitting the torque and the hydraulic circuit 85 in case of emergency achieved a simple separation of the mechanical load path between the rotary drive and chassis, so that the chassis can extend automatically by the freefall condition. Switching of the hydraulic system 85 should take place, in particular, when a fault of the electromechanical drive is detected, for example when the drive is jammed.
Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass durch die Erfindung ein„Jam-Free" elektromechanischer Rotationsantrieb realisiert werden kann. Dies gestattet die Verwendung eines Rotations-EMAs für Funktionen, die bisher aus sicherheits- und/oder Verfügbarkeitsgründen anderweitig ausgeführt werden mussten. Zudem wird durch die vorliegende Erfindung eine kompakte Gerätegröße des EMAs bei formschlüssiger Bauweise vorgeschlagen. Weiterhin kann durch die optionale Integration der Hydraulikpumpe 101 eine automatische Rücksetzbarkeit bei regelmäßiger Funktionsüberwachung erfolgen. Der Hydraulikkreis selbst ist vollständig in das Gerät integriert und benötigt keine externe Versorgung. The advantages of the invention are that a jam-free electromechanical rotary drive can be realized by the invention, which allows the use of a rotary EMA for functions that previously had to be performed otherwise for safety and / or availability reasons Furthermore, the optional integration of the hydraulic pump 101 makes it possible to automatically reset the system with regular monitoring of the function, and the hydraulic circuit itself is completely integrated in the device and does not require an external supply.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Elektromechanischer Rotationsaktuator mit einem Rotationsantrieb 1. Electromechanical rotary actuator with a rotary drive
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Rotationsantrieb über wenigstens eine Kupplung mit einer zu betätigenden Last des Aktuators kuppelbar verbunden bzw. verbindbar ist und die Kupplung über eine integrierte Hydraulik des Aktuators trennbar und/oder verbindbar ist. that the rotary drive is connected or connectable via at least one clutch to a load of the actuator to be actuated and the clutch can be separated and/or connected via an integrated hydraulic system of the actuator.
2. Aktuator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kupplung zwei Kupplungsscheiben aufweist, die einen Formschluss und/oder Kraftschluss zur Drehmomentübertragung bilden. 2. Actuator according to claim 1, characterized in that the at least one clutch has two clutch disks which form a positive connection and / or frictional connection for torque transmission.
3. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kupplung derart ausgeführt ist, so dass eine Drehmomentübertragung erfolgt, falls der Hydraulikdruck in der integrierten Hydraulik ein bestimmtes Druckniveau erreicht oder überschreitet. 3. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one clutch is designed such that torque is transmitted if the hydraulic pressure in the integrated hydraulics reaches or exceeds a certain pressure level.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Hydraulik wenigstens ein Druckspeicher umfasst, durch den der erforderliche Druck zum Schließen der wenigstens einen Kupplung bereitstellbar ist. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the integrated hydraulics comprises at least one pressure accumulator through which the required pressure for closing the at least one clutch can be provided.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang eines betätigbaren Kupplungsteils bzw. einer der Kupplungsscheiben der wenigstens einen Kupplung ein oder mehrere Anpresskolben verteilt angeordnet sind, die auf das Kupplungsteil bzw. eine der Kupplungsscheiben zum Schließen der Kupplung einwirken. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that one or more pressure pistons are arranged distributed over the circumference of an actuatable clutch part or one of the clutch disks of the at least one clutch, which act on the clutch part or one of the clutch disks to close the clutch.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang eines betätigbaren Kupplungsteils bzw. einer der Kupplungsscheiben der wenigstens einen Kupplung ein oder mehrere Rückstellmittel, insbesondere Federn, vorgesehen sind, die bei einem Druckabfall innerhalb der integrierten Hydraulik ein Öffnung der Kupplung bewirken. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that one or more restoring means, in particular springs, are provided over the circumference of an actuable clutch part or one of the clutch disks of the at least one clutch, which cause the clutch to open in the event of a pressure drop within the integrated hydraulics .
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Hydraulik wenigstens ein Sitzventil, insbesondere ein elektrisch betätigbares Sitzventil umfasst, um Hydraulikmedium aus der Druckleitung bzw. dem Hydraulikspeicher der integrierten Hydraulik abzulassen. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that the integrated hydraulics comprises at least one seat valve, in particular an electrically actuated seat valve, in order to drain hydraulic medium from the pressure line or the hydraulic accumulator of the integrated hydraulics.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Hydraulikpumpe innerhalb der integrierten Hydraulik vorgesehen ist, wobei der Hydraulikspeicher über wenigstes ein Schaltventil mit der Hydraulikpumpe zur Speicheraufladung verbindbar ist. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that at least one hydraulic pump is provided within the integrated hydraulics, wherein the hydraulic accumulator can be connected to the hydraulic pump for accumulator charging via at least one switching valve.
Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorik zur Drucküberwachung innerhalb der integrierten Hydraulik vorgesehen ist, insbesondere in Form von ein oder mehreren Drucksensoren und/oder eines am Speicher angebrachten LVDTs. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor system for pressure monitoring is provided within the integrated hydraulics, in particular in the form of one or more pressure sensors and / or an LVDT attached to the memory.
10. Aktuator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Messmittel vorgesehen sind, die eine Blockade innerhalb des mechanischen Lastpfades erkennen, wobei vorzugsweise die integrierte Hydraulik in Abhängigkeit der durch die Messmittel erzeugten Messwerte steuerbar ist, besonders bevorzugt ist die Kupplung trennbar, sobald eine Blockade erkannt wird. 10. Actuator according to one of the preceding claims, characterized in that measuring means are provided which detect a blockage within the mechanical load path, preferably the integrated hydraulics being controllable depending on the measured values generated by the measuring means, particularly preferably the clutch can be separated as soon as a blockage is detected.
11. Fahrwerk für ein Luftfahrzeug, insbesondere Flugzeug oder Helikopter, mit einem Aktuator gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zum Aus- und Einfahren des Fahrwerkes, wobei der Aktuator vorzugsweise derart am Fahrwerk angeordnet ist, so dass das Fahrwerk beim Entkuppeln des Aktuators durch die free-fall Bedingung ausgefahren wird. 11. Landing gear for an aircraft, in particular an airplane or helicopter, with an actuator according to one of the preceding claims for extending and retracting the landing gear, the actuator preferably being arranged on the landing gear in such a way that the landing gear is free when the actuator is decoupled. case condition is extended.
12. Luftfahrzeug mit wenigstens einem Aktuator nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder wenigstens einem Fahrwerk nach Anspruch 11. 12. Aircraft with at least one actuator according to one of claims 1 to 10 and / or at least one landing gear according to claim 11.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108216592A (en) * 2016-12-22 2018-06-29 利勃海尔航空航天林登贝格股份有限公司 The actuator manipulated for the device to aircraft
CN112572784A (en) * 2021-02-23 2021-03-30 北京清航紫荆装备科技有限公司 Power device and output mechanism of unmanned helicopter

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3073494B1 (en) * 2017-11-15 2019-12-13 Safran Landing Systems METHOD FOR MANEUVERING AN AIRCRAFT LANDER BETWEEN A RETRACTED POSITION AND A DEPLOYED POSITION

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2759584A (en) * 1952-12-24 1956-08-21 Citroen Sa Andre Hydraulically operated automatic clutch control device for automobile vehicles
DE102006059072A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Device and method for actuating a clutch
DE102009027130A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Zf Friedrichshafen Ag Pressure control valve
DE202013105380U1 (en) * 2013-11-26 2014-01-10 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Chassis for a light aircraft or an unmanned aerial vehicle and aircraft with such a chassis

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3027986A (en) * 1953-09-09 1962-04-03 Kaman Aircraft Corp Clutch mechanism for a helicopter
GB0217309D0 (en) * 2002-07-25 2002-09-04 Lucas Industries Ltd Drive disconnect device
US8220245B1 (en) * 2005-08-03 2012-07-17 Candent Technologies, Inc. Multi spool gas turbine system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2759584A (en) * 1952-12-24 1956-08-21 Citroen Sa Andre Hydraulically operated automatic clutch control device for automobile vehicles
DE102006059072A1 (en) * 2006-12-14 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh Device and method for actuating a clutch
DE102009027130A1 (en) * 2009-06-24 2010-12-30 Zf Friedrichshafen Ag Pressure control valve
DE202013105380U1 (en) * 2013-11-26 2014-01-10 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Chassis for a light aircraft or an unmanned aerial vehicle and aircraft with such a chassis

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
C GREISSNER ET AL: "Elektro-Hydrostatisches Be atigungskonzept ur das Bugfahrwerk eines ,All Electric Aircraft"", 1 November 2003 (2003-11-01), pages 1 - 6, XP055193888, Retrieved from the Internet <URL:https://tubdok.tub.tuhh.de/bitstream/11420/217/1/208_9.pdf> [retrieved on 20150605] *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108216592A (en) * 2016-12-22 2018-06-29 利勃海尔航空航天林登贝格股份有限公司 The actuator manipulated for the device to aircraft
CN108216592B (en) * 2016-12-22 2023-04-14 利勃海尔航空航天林登贝格股份有限公司 Actuator for actuating a device of an aircraft
CN112572784A (en) * 2021-02-23 2021-03-30 北京清航紫荆装备科技有限公司 Power device and output mechanism of unmanned helicopter
CN112572784B (en) * 2021-02-23 2021-05-25 北京清航紫荆装备科技有限公司 Power device and output mechanism of unmanned helicopter

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