WO2018091475A1 - Elektro-hydraulisches modul zum antreiben wenigstens eines bauteils eines luftfahrzeuges - Google Patents

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WO2018091475A1
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electro
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aircraft
pump
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PCT/EP2017/079222
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Dirk Metzler
Marcelo Duval
Reinhold Kleinhans
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Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh
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Publication date
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    • F04C2/10—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
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    • B64U30/10—Wings
    • B64U30/12—Variable or detachable wings, e.g. wings with adjustable sweep

Definitions

  • Electro-hydraulic module for driving at least one component of an aircraft
  • the invention relates to an electro-hydraulic module for driving at least one component of an aircraft, in particular of an aircraft.
  • the invention is also directed to an aircraft with a corresponding module.
  • EHA electro-hydraulic modules
  • actuators usually use axial piston pumps (AKP) in a swash plate design.
  • Airbus aircraft such as the A380 have e.g. so-called Electro Hydraulic Back Up Actuator (EBHA) for the spoiler application with an AKP and for all other primary surfaces pure EHA applications, which are used in case of failure of the dual redundant hydraulic control.
  • EBHA Electro Hydraulic Back Up Actuator
  • the Airbus A400M military aircraft and the new A350 civil aircraft also have EHA applications for all primary control surfaces.
  • EHM can designate a module with at least one pump and at least one electric motor
  • EHM designates a module with at least one pump and at least one electric motor
  • Term EHA may denote an EHM with at least one additional actuator.
  • the AKP operating principle is shown in FIG. 1 and will be described below.
  • Characteristic components of a Axiaikolbenpumpe in swash plate design are the continuous drive shaft, which drives a piston drum.
  • the pistons move in a linear guide and are in turn supported by sliding shoes on a vertical swashplate 5.
  • the swashplate 5 can be designed to be constant (for EHA applications) or adjustable, so that a constant or variable absorption volume results.
  • the reversal between high and low pressure is realized by a control mirror 2. Due to the relative movement of the pistons to the piston drum, hydraulic fluid is sucked out of the low-pressure tank during half a revolution and fed into the high-pressure branch during half a revolution. The flow rates of the individual pistons then overlap to form a total volume flow.
  • the reference numeral 1 describes a cylinder block, the reference numeral 3 a spherical shaft toothing and the reference numeral 4 a shaft bearing.
  • the electro-hydraulic module comprises at least one electric motor and at least one coupled with the electric motor compensated internal gear pump for conveying a hydraulic medium.
  • the internal gear pump can be radially and / or axially compensated.
  • an autonomous nose gear or a primary or secondary control surface can be supplied or moved. It uses a new aviation pump technology with constant delivery volume, which has reduced pulsations, ie quieter operation, lower complexity, lower costs, increased reliability and lower weight with comparable efficiency.
  • IDP Internal gear pumps
  • the medium is drawn from a low pressure zone through the Veriereungsausgriff and conveyed to a high pressure zone within the tooth gap spaces.
  • the displacement takes place on the high pressure side by the toothing engagement.
  • the suction and ejection from the toothing usually takes place via radial bores in the ring gear. Accordingly, suction and pressure connections are made radially on the housing.
  • About the Hohlradbohritch then also controlled a hydrostatic bearing for the ring gear.
  • pumps are also designed with axial connections, in which case the ring gear bores are partially or completely eliminated and either a plain bearing receives the ring gear or a hydrostatic bearing is likewise actuated via corresponding bores in the housing and cover.
  • a feed is only required if due to high speeds of suction vacuum leads to outgassing and cavitation.
  • At the end faces of the teeth are on the side of the high pressure zone so-called axial discs.
  • the axial gap compensation serves on the one hand the axial gap compensation on the other hand, the control of pressure build-up and pressure reduction in the tooth space gaps via corresponding grooves and control edges.
  • the axial discs are hereby pressurized by holes in the discs on the back and over-compensate easily coming from the inside pressure forces. Together with the sealing roller position, the positions and depths of the control grooves determine the radial and axial gap compensation of the pump.
  • the axial compensation is used for pumps that operate at pressures above 100 bar or at speeds ⁇ 500 rpm and still have to achieve very good volumetric efficiencies.
  • the axial discs are symmetrical.
  • FIG. 4 shows, for direct comparison, the same EHA with a conventional AKP as pump as state of the art.
  • Advantage of the invention of an EHA with IZP instead of ACP are its lower complexity, since less moving parts must be installed, increased life due to fewer moving parts, a cheaper production, a lower weight of the rotating elements, whereby the rotating inertia is reduced and thereby the Drive motor can be dimensioned smaller, since the dynamic peak load is dimensioned in EHAs, a lower fluid sound and thereby eliminating secondary damping measures, as well as the absence of separate housing leakage line (English: gas drain) and thereby corresponding overhead costs for management and filtering.
  • the component is at least a primary control surface, a secondary control surface, a nose gear, a steering in particular a nose landing gear, a main landing gear, a brake in particular a main landing gear and / or a cargo compartment door.
  • the electrohydraulic module can in each case be arranged directly on a corresponding hydraulic actuator of the respective component or can also be spaced therefrom or connected via corresponding lines to an actuator of the component. It is also conceivable to use a single electro-hydraulic module for driving two components of the aircraft, which are also spaced apart from one another.
  • the Certainlyffyradpum- PE is a unidirectional or a bidirectional internal gear pump and / or a high-pressure gear pump.
  • the internal gear pump comprises a radial and / or axial gap compensation, in particular with at least one corresponding filler.
  • control electronics are provided for controlling the electric motor. This control electronics can be formed as an integral part of the electro-hydraulic module and installed, for example, within a common housing.
  • the Certainlyffyradpum- PE is a gerotor pump or a gerotor pump. It may further be provided that a bidirectional actuator, in particular, is provided which can be driven by the internal gear pump. The actuator can thus also be provided as an integral part of the electro-hydraulic module and, for example, within a common housing.
  • a valve block is provided for driving the actuator.
  • the electrohydraulic module can furthermore be designed to drive a central drive unit of a lift system or a wingfolding system, to drive at least one drive unit of a lift system provided in a wing and / or to drive at least one drive unit of a wingfolding system provided in a wing.
  • the invention is further directed to an aircraft, in particular an aircraft, with at least one electro-hydraulic module according to one of claims 1 to 9.
  • Figure 1 Scheme of an axial piston pump in swash plate design
  • Figure 2 internal gear pump with gap compensation
  • FIG. 3 toothed ring pump; gerotor;
  • Figure 5 Architecture of an electro-hydraulic actuator for an autonomous
  • Figure 6 Basic architecture of an electro-hydraulic unit with réellebianrad- pump for aerospace applications.
  • FIG. 6 shows the functional concept of an electrohydraulic module 1 according to the invention, wherein the module 1 can be referred to as an electrohydraulic actuator EHA in the case where it also comprises an actuator.
  • the electro-hydraulic module 1 comprises at least one electric motor 2 and at least one coupled with the electric motor 2 compensated réelle leopardrad- pump 3.
  • the internal gear 3 is used to convey a hydraulic medium to an actuator 6. It is also conceivable that a plurality of actuators 6 by means of electro-hydraulic module 1 is supplied with a hydraulic medium.
  • the component driven by the electrohydraulic module 1 may, for example, be a primary control surface, a nose landing gear and / or a secondary control surface of an aircraft.
  • the term secondary control surface is to be construed broadly and may refer to any adjustable control surfaces on the wings of an aircraft that are not primary control surfaces.
  • An electronic control unit 5 may in particular be provided as an integral part of the electrohydraulic module 1. Furthermore, a valve block 4 may be provided for driving the actuator 6, which may be formed as an integral part of the electro-hydraulic module 1. Furthermore, the electri- hydraulic module 1 include a pressure accumulator 7 and a switch for setting different operating modes of the valve block 4.
  • FIG. 5 shows the architecture of the EHA in the application for an autonomous nose landing gear (ESTER) for actuating the nosewheel steering.
  • ESTER autonomous nose landing gear
  • Figure 6 shows the general architecture of an EHA with IZP for aerospace applications.
  • an engine control electronics or control electronics 5 controls an electric motor 2, which in turn rotates the internal gear pump 3 for conveying a hydraulic medium.
  • the internal gear pump 3 can drive an actuator 6 designed, for example, as a bidirectional actuator.
  • the actuator 6 may include at one or two of its ends a port for coupling the actuator 6 to a consumer such as a nose-wheel autonomous or a primary or secondary control surface.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektro-hydraulisches Modul (1) zum Antreiben wenigstens eines Bauteils eines Luftfahrzeuges, insbesondere eines Flugzeuges, wobei das elektro-hydraulische Modul (1) wenigstens einen Elektromotor (2) und wenigstens eine mit dem Elektromotor (2) gekoppelte kompensierte Innenzahnradpumpe (3) umfasst. Die Erfindung ist ferner auf ein Luftfahrzeug mit einem entsprechend elektrohydraulischen Modul (1) gerichtet.

Description

Elektro-hydraulisches Modul zum Antreiben wenigstens eines Bauteils eines Luftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein elektro-hydraulisches Modul zum Antreiben wenigstens eines Bauteils eines Luftfahrzeugs, insbesondere eines Flugzeugs. Die Erfindung ist auch auf ein Luftfahrzeugs mit einem entsprechenden Modul gerichtet.
In der Luftfahrt werden für elektro-hydraulische Module (EHA) bzw. Aktuatoren üblicherweise Axialkolbenpumpen (AKP) in Schrägscheibenbauweise eingesetzt.
Airbus Flugzeuge wie d ie A380 haben z.B. sogenannte Electro Hydraulic Back Up Actuator (EBHA) für die Spoiler-Anwendung mit einer AKP und für alle anderen primären Flächen reine EHA Anwendungen, welche beim Ausfall der zweifach redundanten hydraulischen Steuerung zum Einsatz kommen. Das militärische Airbus Flugzeug A400M und das neue zivile Flugzeug A350 haben auch EHA Anwendungen für alle primären Steuerflächen.
Bei allen eingesetzten EHA's wird bis dato die AKP-Technologie mit einer Konstantförderpumpe eingesetzt. Die EHA-Basisarchitektur ist in der Figur 1 darge- stellt, bei der Pumpe des Elektro Hydraulik Moduls (EHM) handelt es sich gemäß dem Stand der Technik immer um eine bidirektionale AKP, Wie Figur 1 entnehmbar ist, kann der Begriff EHM ein Modul mit wenigstens einer Pumpe und wenigstens einem Elektromotor bezeichnen, während der Begriff EHA ein EHM mit wenigstens einem zusätzlichen Aktuator bezeichnen kann.
Das AKP Funktionsprinzip ist in Figur 1 dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Charakteristische Bauteile einer Axiaikolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise sind die durchgehende Antriebswelle, welche eine Kolbentrommel antreibt. In der Kolbentrommel bewegen sich die Kolben in einer Linearführung und stützen sich wiederum über Gleitschuhe auf einer stehenden Schrägscheibe 5 ab. Die Schrägscheibe 5 kann konstant (für EHA Anwendungen) oder verstellbar ausgeführt sein, so dass sich ein konstantes oder variables Schluckvolumen ergibt. Die Umsteuerung zwischen Hoch- und Niederdruck wird durch einen Steuerspiegel 2 realisiert. Durch die Relativbewegung der Kolben zur Kolbentrommel wird während einer halben Umdrehung Hydraulikflüssigkeit aus dem Niederdrucktank angesaugt und diese während einer halben Umdrehung in den Hochdruckzweig eingespeist. Die Förderströme der einzelnen Kolben überlagern sich dann zu einem Gesamtvolumenstrom. Das Bezugszeichen 1 beschreibt einen Zylinderblock, das Bezugszeichen 3 eine sphärische Wellenverzahnung und das Bezugszeichen 4 ein Wellenlager.
Nachteile des Standes der Technik sind die hohe Komplexität und dadurch verursachte hohe Kosten, eine verminderte Lebensdauer durch viele bewegliche Teile, ein höheres Gewicht der Vorrichtung, ein höheres rotatorisches Massenträgheitsmoment und Puisation im Fluid (Fluidschall), was Dämpfungsmaßnahmen im Flugzeug erforderlich mach und Sekundäreffekte wie Geräuschbeeinflussungen in der Passagierkabine verursacht.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes elektro- hydraulisches Modul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, das die oben genannten Nachteile nicht oder verringert aufweist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektro-hydraulisches Modul gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Demnach umfasst das elektro-hydraulisches Modul wenigstens einen Elektromotor und wenigstens eine mit dem Elektromotor gekoppelte kompensierte Innenzahnradpumpe zum Fördern eines Hydraulikmediums. Die Innenzahn- radpumpe kann radial und/oder axial kompensiert sein.
Mittels des elektro-hydraulischen Moduls kann beispielsweise ein autonomes Bugfahrwerk (ESTER) oder eine primäre oder sekundäre Steuerfläche versorgt bzw. bewegt werden. Hierbei wird eine für die Luftfahrt neue Hydraulikpumpentechnologien mit konstantem Fördervolumen genutzt, welche verminderte Pulsationen, das heißt einen leiseren Betrieb, eine geringere Komplexität, niedrigere Kosten, eine erhöhte Zuverlässigkeit sowie ein geringeres Gewicht bei vergleichbaren Wirkungsgrad aufweist.
Innenzahnradpumpen (IZP) sind Verdrängerpumpen mit einer angetriebenen Ritzelwelle und einem durch die Ritzelwelle angetriebenen Hohlrad. Das Medium wird von einer Niederdruckzone durch den Verzahnungsausgriff angesaugt und zu einer Hochdruckzone innerhalb der Zahnlückenzwischenräume gefördert. Die Verdrängung erfolgt auf der Hochdruckseite durch den Verzahnungseingriff. Das Ansaugen und Ausstoßen aus der Verzahnung erfolgt üblicherweise über radiale Bohrungen im Hohlrad. Entsprechend sind Saug- und Druckanschlüsse am Gehäuse radial ausgeführt . Über die Hohlradbohrungen dann auch ein hydrostatisches Lager fü r das Hohlrad gesteuert. Je nach Anwendungsfall werden Pumpen jedoch auch mit axialen Anschlüssen ausgeführt, wobei dann zumeist die Hohlradbohrungen teilweise oder ganz entfallen und entweder ein Gleitlager das Hohlrad aufnimmt oder über entsprechende Bohrungen im Gehäuse und Deckel ebenfalls ein hydrostatisches Lager angesteuertwird.
In der IZP erfolgt die Abdichtung zwischen Niederdruck- und Hochdruckzone hauptsächlich über sog. Segmente (Füllstück), die sich radial an den Zahnköpfen von Ritzelwelle und Hohlrad sowie in Deckeln oder Gehäuse eingebrachten und drehbar gelagerten Haltestiften abstützen. Zwischen den Segmenten befindet sich eine Dichtrolle, welche die Abdichtung zur Niederdruckzone gewährleistet und über eine vorgespannte Blattfeder ein Selbstansaugen der Pumpen ermöglicht. Hierdurch ist unter typischen Betriebsbedingungen keine zusätzliche Speisung erforderlich. Näheres hierzu ist der Figur 2 entnehmbar. Diese zeigt eine innen- zahnradpumpe mit großem Eingriffsfeld und Verzahnungsprofilen am Innenradpaar. Ferner ist eine Evolventen-Kurzverzahnung a, eine empirische Spezialverzahnung b und eine Trochoidenverzahnung c gezeigt und kann erfindungsgemäß vorgesehen sein.
Eine Speisung wird erst dann erforderlich, wenn aufgrund hoher Drehzahlen der Saugunterdruck zu Ausgasen und Kavitation führt. An den Stirnflächen der Verzahnung liegen auf der Seite der Hochdruckzone sogenannte Axialscheiben.
Diese dienen zum einen der axialen Spaltkompensation zum anderen der Steuerung von Druckaufbau und Druckabbau in den Zahnlückenzwischenräumen über entsprechende Nuten und Steuerkanten. Die Axialscheiben werden hierbei durch Bohrungen in den Scheiben auf der Rückseite druckbeaufschlagt und überkompensieren leicht die von innen kommenden Druckkräfte. Gemeinsam mit der Dichtrollenposition bestimmen die Lagen und Tiefen der Steuernuten die radiale und axiale Spaltkompensation der Pumpe.
Die axiale Kompensation wird bei Pumpen angewendet, die bei Drücken oberhalb 100 bar oder mit Drehzahlen <500 min-1 betrieben werden und noch sehr gute volumetrische Wirkungsgrade erreichen müssen. In Bidirektionalen bzw. Vierquadrantpumpen sind die Axialscheiben symmetrisch ausgeführt.
Bevorzugte Ausführung der IZP für eine EHA Anwendung ist daher eine IZP mit radialer und axialer Spaltkompensation da hierbei vergleichbare Wirkungsgrade erreicht werden, jedoch sind auch IZP's ohne Füllstück, sogenannte Zahnringpumpen oder auch Gerotorpumpen wie in Figur 3 dargestellt denkbar, wenn die Wirkungsgrade für diese Applikation ausreichend sind. Figur 4 zeigt zum direkten Vergleich den gleichen EHA mit einer konventionellen AKP als Pumpe als Stand der Technik.
Vorteil der Erfindung eines EHA mit IZP anstatt AKP sind dessen geringere Komplexität, da weniger bewegliche Teile verbaut werden müsse, eine erhöhte Lebensdauer aufgrund weniger beweglicher Teile, eine preisgünstigere Herstellung, ein geringeres Gewicht der rotierenden Elemente, wodurch die rotierende Massenträgheit verkleinert wird und hierdurch der Antriebsmotor kleiner dimensioniert werden kann, da die dynamische Spitzenlast bei EHAs dimensionierend ist, ein geringerer Fluidschall und hierdurch entfallenden sekundäre Dämpfungsmaßnahmen, sowie das Fehlen separater Gehäuseleckageleitung (englisch: Gase Drain) und hierdurch entsprechend entfallender Aufwand für Leitung und Filterung.
In einer bevorzugten Ausführung kann vorgesehen sein, dass das Bauteil je wenigstens eine primäre Steuerfläche, eine sekundäre Steuerfläche, ein Bugfahrwerk, eine Lenkung insbesondere eines Bugfahrwerks, ein Hauptfahrwerk, eine Bremse insbesondere eines Hauptfahrwerks und/oder eine Frachtraumtür ist. Das elektro- hydraulische Modul kann jeweils direkt an einem entsprechenden hydraulischen Aktuator des jeweiligen Bauteils angeordnet sein oder auch davon beabstandet oder über entsprechende Leitungen mit einem Aktuator des Bauteils verbunden sein. Es ist auch denkbar ein einzelnes elektro-hydraulisches Modul zum Antreiben zweier auch voneinander beabstandeter Bauteile des Luftfahrzeugs zu nutzen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass die Innenzahnradpum- pe eine unidirektionale oder eine bidirektionale Innenzahnradpumpe und/oder eine Hochdruck-Zahnradpumpe ist. Hierdurch kann entweder ein reiner, unidirektionaler Pumpenbetrieb oder ein bidirektionaler EHA-Einsatz gut integriert werden. In einer besonders bevorzugten Ausführung kann ferner vorgesehen sein, dass die Innenzahnradpumpe eine radiale und/oder axiale Spaltkompensation, insbesondere mit wenigstens einem entsprechenden Füllstück umfasst. ln einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass eine Steuerelektronik zur Steuerung des Elektromotors vorgesehen ist. Diese Steuerelektronik kann als integraler Bestandteil des elektro-hydraulischem Moduls ausgebildet und beispielsweise innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses verbaut sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist denkbar, dass die Innenzahnradpum- pe eine Zahnringpumpe oder eine Gerotorpumpe ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass ein insbesondere bidirektionaler Aktuator vorgesehen ist, der von der Innenzahnradpumpe antreibbar ist. Der Aktuator kann somit ebenfalls als integrierter Bestandteil des elektro-hydraulischem Moduls und beispielsweise innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses vorgesehen sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist ferner denkbar, dass ein Ventilblock zum Ansteuern des Aktuators vorgesehen ist. Das elektro-hydraulische Modul kann ferner zum Antreiben einer zentralen Antriebseinheit eines Highliftsystems oder eines Wingfoldingsystems, zum Antreiben wenigstens einer in einem Flügel vorgesehenen Antriebseinheit eines Highliftsystems und/oder zum Antreiben wenigstens einer in einem Flügel vorgesehen Antriebseinheit eines Wingfoldingsystems ausgebildet sein.
Die Erfindung ist ferner auf ein Luftfahrzeug, insbesondere ein Flugzeug, mit wenigstens einem elektro-hydraulische Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gerichtet.
Weitere Einzelheiten und Vorteile sind anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungen beispielhaft erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 : Schema einer Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise; Figur 2: Innenzahnradpumpe mit Spaltkompensation; Figur 3: Zahnringpumpe; Gerotorpumpe;
Figur 4: elektro-hydraulischer Aktuator mit konventioneller Axialkolbenpumpe gemäß dem Stand der Technik;
Figur 5: Architektur eines elektro-hydraulischen Aktuators für ein autonomes
Bugfahrwerk (ESTER); und
Figur 6: Basisarchitektur einer elektro-hydraulischen Einheit mit Innenzahnrad- pumpe für Luftfahrtanwendungen.
Figur 6 zeigt das Funktionskonzept eines erfindungsgemäßen elektro- hydraulischen Moduls 1 , wobei das Modul 1 in dem Fall, in dem es auch einen Aktuator umfasst, als elektro-hydraulischer Aktuator EHA bezeichnet werden kann. Das elektro-hydraulische Modul 1 umfasst wenigstens einen Elektromotor 2 und wenigstens eine mit dem Elektromotor 2 gekoppelte kompensierte Innenzahnrad- pumpe 3. Die Innezahnradpumpe 3 dient zum Fördern eines Hydraulikmediums zu einem Aktuator 6. Denkbar ist auch, dass eine Mehrzahl an Aktuatoren 6 mittels des elektro-hydraulischen Moduls 1 mit einem Hydraulikmedium versorgt wird.
Bei dem von dem elektro-hydraulischen Modul 1 angetriebenen Bauteil kann es sich beispielsweise um eine primäre Steuerfläche, ein Bugfahrwerk und/oder um eine sekundäre Steuerfläche eines Luftfahrzeugs handeln. Der Begriff der sekundären Steuerfläche ist hierbei weit auszulegen und kann alle verstellbaren Steuerflächen an Flügeln eines Luftfahrzeugs bezeichnen, die keine primären Steuerflächen sind.
Eine Steuerelektronik 5 kann insbesondere als integraler Teil des elektro- hydraulischen Moduls 1 vorgesehen sein. Ferner kann ein Ventilblock 4 zum Ansteuern des Aktuators 6 vorgesehen sein, der als integraler Teil des elektro- hydraulischen Moduls 1 ausgebildet sein kann. Weiterhin kann das elektro- hydraulischen Modul 1 einen Druckspeicher 7 und einen Schalter zum Einstellen unterschiedlicher Betriebsarten des Ventilblocks 4 umfassen.
Figur 5 zeigt die Architektur des EHAs in der Anwendung für ein autonomes Bugfahrwerk (ESTER) zur Betätigung der Bugradlenkung.
Figur 6 zeigt die allgemeingültige Architektur eines EHA mit IZP für Luftfahrtanwendungen. Dabei steuert eine Motorkontrollelektronik bzw. eine Steuerelektronik 5 einen Elektromotor 2, der wiederum die Innenzahnradpumpe 3 zum Fördern eines Hydraulikmediums dreht. Über den Ventilblock 4 kann die Innenzahnradpumpe 3 einen beispielsweise als bidirektionalen Aktuator ausgebildeten Aktuator 6 antreiben.
Der Aktuator 6 kann an einem oder an zwei seiner Enden einen Anschluss zum Koppeln des Aktuators 6 mit einem Verbraucher, wie einem autonomen Bugfahrwerk oder einer primären oder sekundären Steuerfläche umfassen.

Claims

Patentansprüche
1 . Elektro-hydraulisches Modul zum Antreiben wenigstens eines Bauteils eines Luftfahrzeuges, insbesondere eines Flugzeuges, dadurch gekennzeichnet, dass das elektro-hydraulische Modul wenigstens einen Elektromotor und wenigstens eine mit dem Elektromotor gekoppelte kompensierte Innenzahnrad- pumpe zum Fördern eines Hydraulikmediums umfasst.
2. Elektro-hydraulisches Modul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil je wenigstens eine primäre Steuerfläche, eine sekundäre Steuerfläche, ein Bugfahrwerk, eine Lenkung insbesondere eines Bugfahrwerks, ein Hauptfahrwerk, eine Bremse insbesondere eines Hauptfahrwerks und/oder eine Frachtraumtür ist.
3. Elektro-hydraulisches Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzahnradpumpe eine unidirektionale oder eine bidirektionale Innenzahnradpumpe und/oder eine Hochdruck-Zahnradpumpe ist.
4. Elektro-hydraulisches Modul nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzahnradpumpe eine radiale und/oder axiale Spaltkompensation, insbesondere mit wenigstens einem entsprechenden Füllstück umfasst.
5. Elektro-hydraulisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerelektronik zur Steuerung des Elektromotors vorgesehen ist.
6. Elektro-hydraulisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenzahnradpumpe eine Zahnringpumpe oder ein Gerotorpumpe ist.
7. Elektro-hydraulisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein insbesondere bidirektionaler Aktuator vorgesehen ist.
8. Elektro-hydraulisches Modul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilblock zum Ansteuern des Aktuators vorgesehen ist.
9. Elektro-hydraulisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektro-hydraulische Modul wenigstens eine zentrale Antriebseinheit eines Highliftsystems oder eines Wingfoldingsys- tems, wenigstens eine in einem Flügel vorgesehene Antriebseinheit eines H ig hliftsy stems und/oder wenigstens eine in einem Flügel vorgesehene Antriebseinheit eines Wingfoldingsystems antreibt.
10. Luftfahrzeug, insbesondere Flugzeug, mit wenigstens einem elektro- hydraulischen Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109383761A (zh) * 2018-11-14 2019-02-26 中国空空导弹研究院 一种一体化渐开线摇臂电动舵机

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017121471A1 (de) 2017-09-15 2019-03-21 Liebherr-Aerospace Lindenberg Gmbh Hydraulische Energieversorgungseinrichtung für Fluggeräteanwendung
GB2586639A (en) * 2019-08-30 2021-03-03 Airbus Operations Ltd Hydraulic actuation system for an aircraft

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918795A (en) * 1955-09-06 1959-12-29 Ramsey Corp Electro-hydraulic actuating cylinder
DE3607419C1 (en) * 1986-03-06 1987-01-15 Detlef Koeppen Pressure-medium-operated cylinder/pump unit
EP0271744A2 (de) * 1986-11-24 1988-06-22 Liebherr-Aero-Technik GmbH Elektrohydrostatischer Aktuator
DE10023263A1 (de) * 2000-05-12 2001-12-06 Continental Teves Ag & Co Ohg Bremsanlage mit Innenzahnradpumpe
US20030015915A1 (en) * 2000-02-02 2003-01-23 Manfred Ruffer Brake unit
EP1495961A1 (de) * 2003-07-08 2005-01-12 Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH Luftfahrzeug-Fahrwerksbetätigung
WO2010005473A1 (en) * 2008-06-16 2010-01-14 Berkeley Bionics Semi-actuated transfemoral prosthetic knee
DE102008053318A1 (de) * 2008-10-27 2010-04-29 Trw Automotive Gmbh Reversibel betreibbare Zahnradmaschine, sowie Fahrzeuglenksystem und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuglenksystems
US20110138956A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Electro-hydraulic control system for a dual clutch transmission
DE202013103826U1 (de) * 2013-05-13 2013-09-09 Eckerle Industrie-Elektronik Gmbh Innenzahnradmaschine mit Füllstück-Rückhalteeinrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2680952A (en) * 1949-11-21 1954-06-15 Mcdonnell Aircraft Corp Electrically powered hydraulic linear wingfold actuator
DE202014006620U1 (de) * 2014-08-19 2015-11-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Aktuatoreinheit

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2918795A (en) * 1955-09-06 1959-12-29 Ramsey Corp Electro-hydraulic actuating cylinder
DE3607419C1 (en) * 1986-03-06 1987-01-15 Detlef Koeppen Pressure-medium-operated cylinder/pump unit
EP0271744A2 (de) * 1986-11-24 1988-06-22 Liebherr-Aero-Technik GmbH Elektrohydrostatischer Aktuator
US20030015915A1 (en) * 2000-02-02 2003-01-23 Manfred Ruffer Brake unit
DE10023263A1 (de) * 2000-05-12 2001-12-06 Continental Teves Ag & Co Ohg Bremsanlage mit Innenzahnradpumpe
EP1495961A1 (de) * 2003-07-08 2005-01-12 Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH Luftfahrzeug-Fahrwerksbetätigung
WO2010005473A1 (en) * 2008-06-16 2010-01-14 Berkeley Bionics Semi-actuated transfemoral prosthetic knee
DE102008053318A1 (de) * 2008-10-27 2010-04-29 Trw Automotive Gmbh Reversibel betreibbare Zahnradmaschine, sowie Fahrzeuglenksystem und Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeuglenksystems
US20110138956A1 (en) * 2009-12-14 2011-06-16 Gm Global Technology Operations, Inc. Electro-hydraulic control system for a dual clutch transmission
DE202013103826U1 (de) * 2013-05-13 2013-09-09 Eckerle Industrie-Elektronik Gmbh Innenzahnradmaschine mit Füllstück-Rückhalteeinrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109383761A (zh) * 2018-11-14 2019-02-26 中国空空导弹研究院 一种一体化渐开线摇臂电动舵机
CN109383761B (zh) * 2018-11-14 2024-02-13 中国空空导弹研究院 一种一体化渐开线摇臂电动舵机

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