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DE69519522T2 - Hydraulische steuerung mit verriegelbarem ventil - Google Patents

Hydraulische steuerung mit verriegelbarem ventil

Info

Publication number
DE69519522T2
DE69519522T2 DE69519522T DE69519522T DE69519522T2 DE 69519522 T2 DE69519522 T2 DE 69519522T2 DE 69519522 T DE69519522 T DE 69519522T DE 69519522 T DE69519522 T DE 69519522T DE 69519522 T2 DE69519522 T2 DE 69519522T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
fluid
selector valve
multiplexer
control system
Prior art date
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DE69519522T
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DE69519522D1 (de
Inventor
T. Anzulewicz
P. Dyer
J. Veilleux
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RTX Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
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Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of DE69519522D1 publication Critical patent/DE69519522D1/de
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Publication of DE69519522T2 publication Critical patent/DE69519522T2/de
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/414Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller
    • G05B19/4144Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by using multiplexing for control system
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/34Director, elements to supervisory
    • G05B2219/34238Hydraulic multiplexer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein hydraulisches Steuersystem und genauer ein solches System mit einer Vielzahl von "verriegelnden" Aktuatorventilen mit zwei Schaltstellungen, wie bspw. Treibstoff- und/oder Luftventile, die bezüglich ihrer Schaltstellung über ein Paar von Drehmomentmotoren und damit verbundenen Hydraulikventilen zusammen mit einem einzigen hydraulischen Multiplexer- Auswahlventil gesteuert werden.
  • Auf dem Gebiet hydraulischer Steuersysteme bzw. solcher Netzwerke für Vorrichtungen, wie z. B. Luftfahrzeuge, und insbesondere für ein Strahltriebwerk eines Luftfahrzeuges, verläuft die Entwicklung hin zu komplexeren Systemen. Die steigende Komplexität begründet sich aus einem Wunsch, die Treibstoffeffizienz zu erhöhen. Die erhöhte Komplexität hat jedoch damit einhergehende unerwünschte Erhöhungen des Gewichts und der Kosten dieser Steuersysteme hervorgerufen, zusammen mit einer damit einhergehenden Verschlechterung hinsichtlich deren Zuverlässigkeit.
  • Ein Teil der erhöhten Komplexität stammt aus einem Zuwachs der Anzahl mechanischer Variablen bzw. Funktionen bei einem Strahltriebwerk für Luftfahrzeuge, die entweder hydraulisch oder pneumatisch gesteuert bzw. geregelt werden müssen. Die mechanischen Variablen, wie z. B. die Entnahme des Treibwerks (engine bleed), werden typischerweise über hydraulische oder pneumatische Aktuatoren gesteuert, die wiederum über Treibstoff- oder Luft- Aktuatorventile gesteuert werden.
  • Im Stand der Technik ist es bekannt, ein Steuersystem vorzusehen, welches von über zugehörige elektromechanische Einrichtungen, wie z. B. Drehmomentmotoren und damit verbundene Aktuatorventile, gesteuerte Aktuatoren aufweist. Jede aus Drehmomentmotor und Aktuatorventil bestehende Kombination setzt ein von einer elektronischen Steuerung herrührendes, elektrisches Signal in eine entsprechende mechanische Stellung um. Ist ein hydraulischer oder pneumatischer Aktuator mit dem Aktuatorventil verbunden, wird das elektrische Signal in eine zugehörige Aktuatorstellung umgesetzt.
  • Das vorrangige Problem im Zusammenhang damit, daß jeweils ein, nur einem einzigen hydraulischen Aktuatorventil und einem Aktuator zugeordneter Drehmomentmotor verwendet wird, besteht darin, daß, da die Anzahl der bei einem Strahltriebwerk für ein Luftfahrzeug benötigten, hydraulischen Aktuatoren steigt, die entsprechende Anzahl von Drehmomentmotoren und Aktuatorventilen ebenfalls ansteigt. Dies erhöht die Kosten und das Gewicht des gesamten Steuersystems.
  • Aus diesem Grund gibt es im Stand der Technik Versuche, einem einzigen Drehmomentmotor eine Vielzahl von hydraulischen oder pneumatischen Aktuatorventilen und zugehörigen Aktuatoren zuzuordnen. Diese Form des Multiplexings ist im Stand der Technik Gegenstand zahlreicher und unterschiedlicher Konzepte.
  • Mehrere Multiplexer-Konzepte sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eines verwendet ein einziges Pilotventil, welches zwischen einer Vielzahl von Aktuatorventilen und damit verbundenen Aktuatoren mehrfach verwendet wird. Die Spindel (spool) des Pilotventils wird zum Multiplexen zwischen einer Vielzahl von unter verschiedenen Winkelstellungen der Spindel angeordneten Ausgabeanschlüssen gedreht. Dieses Konzept weist jedoch den Nachteil einer verringerten Flußrate zu den Aktuarotventilen auf.
  • Neben den Multiplexerventilen nach Art eines Verdrehtyps, ist es bekannt, ein Multiplexerventil vorzusehen, dessen Spindel sich linear hin und her bewegt, um einen Eingang mit einem Ausgang aus einer Vielzahl von Ausgängen zu verbinden. Ein Beispiel eines solchen Systems, auf dem der zweigeteilte Aufbau des unabhängigen Anspruchs 1 aufbaut, ist in der US-A-5,048,394 gegeben, wobei eine einzige aus Drehmomentmotor und Ventil bestehende Kombination ein Hydraulikventil steuert, das als Multiplexer arbeitet. Der Multiplexer verbindet einen einzigen Eingang unter einer Vielzahl von Ausgängen. Es ist kein Mittel angegeben zum Steuern der Stellung der Aktuatorventile und der Aktuatoren, wenn ein Versagen des Steuersystems für die Drehmomentmotoren auftritt, wobei das Steuersystem üblicherweise von elektronischer Natur ist. Wenn eines oder mehrere Aktuatorventile und Aktuatoren der Entnahme der Turbine (engine bleed) für das Triebwerk zugeordnet sind, kann das Fehlen eines "fehlersicheren" Zustandes bei den hydraulischen/pneumatischen Aktuatorventilen einen potentiell gefährlichen Zustand hervorrufen.
  • Andere Beispiel für Multiplexer-Steuersysteme aus dem Stand der Technik sind in den US-A-4,913,032 und 5,088,383 angegeben.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gemultiplextes Fluid-Stuersystem anzugeben, weiches es ermöglicht, die Stellung eines jeden Aktuatorventils kontrolliert in eine "fehlersichere" Stellung zu bringen, für den Fall, daß das elektronische Steuersystem ausfällt.
  • Um dieses zu erreichen, wird übereinstimmend mit der Erfindung ein Fluid- Steuersystem angegeben mit:
  • a. einem ersten Fluid bei einem ersten vorbestimmten Druck;
  • b. einem zweiten Fluid bei einem zweiten vorbestimmten Druck;
  • c. einem Multiplexer-Auswahlventil mit einem Einlaßanschluß, welcher wahlweise mit dem ersten oder dem zweiten Fluid verbindbar und zwischen einer Vielzahl diskreter physikalischer Positionen verschiebbar ist, wobei jede der Positionen zu einem aus einer Vielzahl von Auswahlventil-Auslaßanschlüssen ausgesuchten Auswahlventil-Auslaßanschluß korrespondiert, wobei das Multiplexer-Auswahlventil so betreibbar ist, daß es das erste oder das zweite an dem Einlaßanschluß des Multiplexer-Auswahlventils anliegende Fluid wahlweise zu dem aus der Vielzahl der Multiplexer-Auswahlventil-Auslaßanschlüsse ausgesuchten Multiplexer-Auswahlventil-Auslaßanschluß verbindet;
  • d. einer Verschiebeeinheit zum Verschieben des Multiplexer-Auswahlventils zwischen der Vielzahl der Auswahlventil-Auslaßanschlüsse;
  • e. einer Vielzahl von Aktuator-Ventilen, wobei jedes der Aktuator-Ventile mit mindestens einem korrespondierenden Multiplexer-Auswahlventil-Auslaßanschluß aus der Vielzahl der Multiplexer-Auswahlventil-Auslaßanschlüsse verbindbar ist, wobei jedes der Aktuator-Ventile durch Anlegen des ersten Fluids daran zwischen zwei Positionen verschiebbar ist; und
  • f. einer Auswahleinheit zum Auswählen des ersten Fluids, an ein ausgesuchtes oder mehrere ausgesuchte der Aktuator-Ventile angelegt zu werden, um eine Verschiebung des einen oder der mehreren ausgesuchten Aktuator- Ventile zu bewirken,
  • dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinheit weiterhin ein Spannelement zum Verschieben des Multiplexer-Auswahlventils in eine fehlersichere Position aufweist, wobei das Multiplexer-Auswahlventil so betreibbar ist, daß das erste Fluid zu jedem Aktuator-Ventil aus der Vielzahl der Aktuator-Ventile geleitet wird, wenn das Multiplexer-Auswahlventil sich in der fehlersicheren Position befindet.
  • Ein gewöhnliches Erfordernis für jedes gemultiplexte System ist, daß zu jedem Aktuatorventil ausreichend Hydraulikflüssigkeit befördert werden muß. Dieses Erfordernis hat dazu geführt, daß einige gemultiplexte Systeme allgemein unzuverlässig waren, aufgrund der Unfähigkeit des Multiplexers, bspw. eines Pilotventils bzw. eines Spindelventils, eine angemessene Flußrate zu den Aktuatorventilen zu verbringen. Das Problem wird verstärkt durch die Verwendung von Aktuatorventilen, deren Stellungen über die gesamte Bandbreite der Bewegung des bewegbaren Elementes des Ventils, wie z. B. der Spindel, variieren. Dieser "analoge" Typ von kontinuierlich modulierenden Aktuatorventilen erfordert, daß ein Hydraulikfluid unter einem praktisch konstant hohen Druck auf beiden Seiten der Spindel anliegt, um die Spindel entweder zu bewegen oder sie in einer konstanten Stellung zu halten.
  • In der US-A-5,048,994 sind die Ausgänge fortlaufend modulierende Aktuatorventile des analogen Typs, wie sie oben beschrieben wurden. Diese Ventile müssen folglich regelmäßig durch Anlegen von Hydraulikfluid an die Ventilspindel aktualisiert werden, sogar auch nur um sie in ihrer letzten Stellung zu halten. Das '394-Patent führt dieses konstante Aktualisieren auf eine synchrone Weise durch Zufügen eines Oszillatorventils zu dem gesamten Steuersystem durch. Das Oszillatorventil bewegt die Spindel des hydraulischen Multiplexer-Ventils linear vor und zurück.
  • Probleme mit diesem Systemtyp beinhalten die Tatsache, daß der andauernde Bedarf, die Stellung aller Aktuatorventile zu aktualisieren, eventuell Ausfälle des Drehmomentmotors aufgrund von Ermüdungserscheinungen hervorrufen kann, wodurch die Lebensdauer des Drehmomentmotors verkürzt wird, bzw. daß eine konstante Bewegung des Oszillatorventils einen Verschleiß des Ventils verursachen kann. Zudem ist, um die Aktuatorventile in der korrekten Stellung zu halten, die zeitliche Abstimmung und die Reaktion des hydraulischen Multiplexerventils kritisch und muß aus diesem Grunde sorgsam kontrolliert werden.
  • Um diese Problem zu vermeiden, verwendet das gemultiplexte Fluid-Steuersystem in einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in zwei Stellungen "verriegelnde" Aktuatorventile, die nicht ständig mit Fluid aktualisiert werden müssen, um ihre Stellung zu halten, wodurch eine einfachere asynchrone Steuerarchitektur ermöglicht wird, die die angenommene Lebensdauer der Systemkomponenten verlängert und bei Systemen aus dem Stand der Technik vorhandene kritische Anforderungen an die zeitliche Abstimmung und Reaktion der hydraulischen Ventile überflüssig macht.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Triebwerkssteuerung für ein Strahltriebwerk eines Luftfahrzeuges von elektronischer Natur und gibt Steuersignale an ein Paar von Drehmomentmotoren aus. Ein erster Drehmomentmotor wirkt mit einem Dreistellungs-Hydraulikventil zusammen. Der zweite Drehmomentmotor arbeitet mit einem zweiten Hydraulikventil zusammen, um die lineare Stellung der Spindel des Multiplexer-Auswahlventils zu steuern. Das Multiplexer-Auswahlventil ist ein zwei-mal-zwölf Ventil, in dem die Spindel linear zwischen zwölf verschiedenen Stellungen verschiebbar ist. In jeder der zwölf Stellungen ist es möglich, zwei Hochdrucksignale auf ein Paar von hydraulisch gesteuerten, verriegelnden Zwei-Stellungs- ("Ein/Aus") Treibstoff- und/oder Luft- Aktuatorventilen zu erzeugen. Jedes Aktuatorventil erfordert ein Hochdrucksignal, um es auf "Ein" zu schalten, und ein weiteres Hochdrucksignal, um es auf "Aus" zu schalten. Folglich werden bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung insgesamt zwölf Aktuatorventile gesteuert. Die Stellung der Spindel des Multiplexer-Auswahlventils wird über einen linear veränderlichen Differentialtransducer ("LVDT") an die elektronische Steuerung zurückgemeldet.
  • Im Betrieb wird die Spindel des Multiplexer-Auswahlventils durch den zweien Drehmomentmotor verschoben, wobei sich der ersten Drehmomentmotor und das zugehörige Hydraulikventil in einer Nullstellung befinden. Während der Verschiebung des Auswahlventils wird an alle zwölf Treibstoff-/Luft-Aktuatorventile Hydraulikfluid mit niedrigem Druck angelegt. Wenn die Spindel des Multiplexer- Auswahlventils die neue erwünschte Stellung erreicht, gibt die elektronische Steuerung einen Befehl an das Drei-Stellungs-Hydraulikventil, gegen einen ersten Stop zu sättigen, wodurch unter hohem Druck stehendes Hydraulikfluid an einen Steueranschluß des Paares der Steueranschlüsse geführt wird, während zugleich auch unter niedrigem Druck stehendes Hydraulikfluid an den anderen Steueranschluß geleitet wird. Das Treibstoff-/Luft-Aktuatorventil an dem Steueranschluß, an dem das unter hohem Druck stehende Hydraulikfluid anliegt, wird in eine seiner beiden Stellungen bewegt. Wenn das Aktuatorventil sich nach rechts bewegt, wird Hochdruck über eine Fase an dem Aktuatorventil an eine Seite des Kolbens des Aktuatorventils geleitet, um das Ventil in seiner Stellung hydraulisch zu verriegeln. Wenn das Aktuatorventil sich nach links bewegt, wird der Hochdruckanschluß, der das Aktuatorventil verriegelt hatte, geschlossen, so hält eine Feder die Stellung des Ventils. Auf diese Weise wird das Aktuatorventil in seiner Stellung verriegelt werden, sobald das Aktuatorventil dazu gebracht wird, sich durch ein Drucksignal aus dem Drei-Stellungs-Hydraulikventil hin zu bewegen und das Hochdrucksignal nicht mehr anliegt.
  • Wenn es erwünscht ist, das Treibstoff-/Luft-Aktuatorventil an dem zweiten Steueranschluß in derselben Stellung des Multiplexer-Auswahlventils zu bewegen, gibt die elektronische Steuerung einen Befehl an das Drei-Stellungs- Hydraulikventil, gegen einen zweiten Stop zu sättigen. Dies leitet Hochdruck-Fluid an dieses Treibstoff-/Luft-Aktuatorventil, wodurch es bewegt wird.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale des Fluid-Steuersystems sind in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 zeigt eine blockdiagrammartige Darstellung eines multiplexenden, hydraulischen Steuernetzwerks der vorliegenden Erfindung, teilweise in einer schematischen Ansicht, teilweise im Querschnitt;
  • Fig. 2 zeigt, teilweise geschnitten, eine blockdiagrammartige Darstellung eines Drei-Stellungs-Hydraulikventils, welches einen Teil der Steuerung aus Fig. 1 bildet;
  • Fig. 3 zeigt, teilweise geschnitten, eine blockdiagrammartige Darstellung eines Multiplexer-Auswahlventils, welches einen Teil der Steuerung aus Fig. 1 bildet;
  • Fig. 4-10 zeigen verschiedene Schnittansichten des Multiplexer-Auswahlventils aus Fig. 3, die entlang der passenden Schnittlinien in den Fig. 3 sowie 12 genommen sind;
  • Fig. 11 zeigt eine, teilweise geschnittene, blockdiagrammartige Darstellung eines Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils, welches einen Teil der Steuerung aus Fig. 1 bildet;
  • Fig. 12 zeigt eine ausgepackte perspektivische Ansicht einer äußeren Hülse des Multiplexer-Auswahlventils aus Fig. 3;
  • Fig. 13 zeigt, teilweise geschnitten, eine blockdiagrammartige Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels des Multiplexer-Auswahlventils aus Fig. 3;
  • Fig. 14 zeigt eine Darstellung des Multiplexer-Auswahlventils aus Fig. 13 in einem entlang der Linie 14-14 in Fig. 13 genommenen Querschnitt; und
  • Fig. 15 zeigt, teilweise im Querschnitt, eine blockdiagrammartige Darstellung des Abschnitts des Drei-Stellungs-Hydraulikventils aus Fig. 2 in einer fehlersicheren Stellung.
  • Es soll angemerkt werden, daß Merkmal der fehlersicheren Stellung gemäß der Erfindung nur unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 13, 14 und 15 beschrieben wird.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Unter ausführlicher Bezugnahme auf die Zeichnungen ist dort ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines multiplexenden Hydrauliksteuernetzwerks mit verrastenden Aktuatorventilen gezeigt und allgemein mit dem Bezugszeichen 100 versehen. Das Steuernetzwerk 100 weist eine elektronische Steuerung 104 auf, die Signale an ein Paar von Drehmomentmotoren 108, 112 sendet, die dementsprechend den Fluß eines Hydraulikfluids durch ein Paar zugehöriger Hydraulikventile 116, 120 steuern. Ein erstes Hydraulikventil 116 ist mit seinen beiden Hydraulikausgängen 124, 128 mit den Enden einer Spindel 132 eines Multiplexer-Auswahlventils 136 verbunden. Die Spindel 132 ist zwischen einer Vielzahl diskreter Stellungen linear bewegbar, wobei jede der Stellungen zu einem Paar aus einer Vielzahl von Auslaßanschlüssen 140, 144 auf einer Hülse 146 des Auswahlventils 136 korrespondiert. Das zweite Hydraulikventil 120 ist ein Zwei- Stufen-, Drei-Stellungs-Ventil, welches Hydraulikfluid unter einem von zwei vorbestimmten Drücken an das Multiplexer-Auswahlventil 136 und zuletzt durch einen der Auslaßanschlüsse 140-144 des Ventils 136 an einen der Vielzahl von mit diesen verbundenen Treibstoff-/Luft-Aktuatorventilen 148 leitet. Jedes Aktuatorventil 148 ist ein Zwei-Stellungs- "Ein/Aus" Ventil, welches die Stellung eines zugehörigen, an einen Ausgang des Aktuatorventils 148 angeschlossenen Aktuators 152 entweder hydraulisch oder pneumatisch steuert.
  • Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen. Das Multiplexer-Hydrauliksteuernetzwerk 100 der vorliegenden Erfindung kann in einem Luftfahrzeug (nicht dargestellt) verwendet werden, und dabei insbesondere im Zusammenhang mit der Steuerung verschiedener, mit einem Strahltriebwerk (nicht gezeigt) eines Düsenflugzeuges zusammenhängender mechanischer Variablen. Das Steuernetzwerk 100 weist ein elektronisches Steuergerät 104 auf, das auf in Leitungen 153 von in dem Luftfahrzeug angeordneten Sensoren 154 anliegende Signale reagiert. Die Sensoren 154 nehmen verschiedene Parameter des Luftfahrzeuges wahr, wie bspw. die Turbinengeschwindigkeit. Die Steuerung 104 reagiert zum Teil auf diese Signale 153, um die Endstellung aller Aktuatorventile 148 zu steuern.
  • Die Steuerung 104 gibt ein Paar elektrischer Signale an einen ersten Drehmomentmotor 108. Der Drehmomentmotor 108 verstellt entweder ein Strahlrohrventil oder ein Klappenventil 156 auf magnetische Weise, um ein Hydraulikfluid unter einem relativ hohen Druck (PHI) durch Hydraulikleitungen 160 an beide Enden einer Spindel 164 eines ersten Hydraulikventils 116 zu leiten. Die Spindel 164 dieses Ventils 116 wird linear in eine von zwei Richtungen verstellt, abhängig von der Druckdifferenz des an die beiden Enden der Spindel 164 angelegten Hydraulikfluids. Das Hydraulikventil 116 leitet entweder unter hohem Druck stehendes Hydraulikfluid 168 oder unter niedrigem Druck stehendes Hydraulikfluid 172 in ein Paar von mit jeweils einem Ende einer Spindel 132 eines Multiplexer-Auswahlventils 136 verbundenen Hydraulikleitungen 124, 128. Der ausgewählte Druck des Fluids hängt von der Stellung der Ventilspindel 164 ab, insbesondere von den "Stegen" auf der Spindel, indem entweder Hochdruck PHI 168 oder Niedrigdruck PLO 172 durch die Hydraulikleitungen 124, 128 geleitet wird. Die Stellung der Spindel 132 des Auswahlventils 136 wird über einen linear veränderlichen Differentialtransducer ("LVDT") 176 wahrgenommen, der auf einer Leitung 180 ein Signal zurück an die elektronische Steuerung 104 gibt, wobei das Signal die lineare Stellung der Spindel 132 des Multiplexer-Auswahlventils 136 anzeigt.
  • Die Spindel 132 des Multiplexer-Auswahlventil 136, welches genauer in den Fig. 3-10 sowie 12 gezeigt ist, ist zum linearen Verbinden eines Paars von Eingangsanschlüssen 184, 188 mit einem korrespondierenden aus einer Vielzahl von Auslaßanschlüssen ausgewählten Paar von Auslaßanschlüssen 140, 144 in der Hülse 146 des Auswahlventils 136 betreibbar. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist die Hülse 146 des Multiplexer-Auswahlventils 136 vierundzwanzig in zwei Gruppen 140, 144 angeordnete Auslaßanschlüsse auf, wobei jede der Gruppen zwölf Auslaßanschlüsse umfaßt. Das Auswahlventil 136 verbindet ein erstes Hydraulik- Eingangssignal aus dem Anschluß 184 an einen ausgesuchten Anschluß aus den zwölf Auslaßanschlüssen der ersten Gruppe 140. Das Multiplexer-Auswahlventil 136 verbindet zudem ein zweites Hydraulik-Eingangssignal aus dem Anschluß 188 mit einem ausgesuchten Anschluß aus den zwölf Auslaßanschlüssen der zweiten Gruppe 144.
  • Das Paar der Eingangssignale des Multiplexer-Auswahlventils stammt von einem zweiten Hydraulikventil 120. Dieses Ventil 120 weist eine linear verschiebbare Spindel 192 auf, die mittels eines Hydraulikfluids von entweder hohem oder niedrigem Druck hinsichtlich ihrer Stellung zwischen drei verschiedenen Stellungen kontrolliert verstellt werden kann. Die Steuerung des Hydraulikfluids wird über die magnetische Verstellung entweder eines Klappenventils oder eines Strahlrohrventils 196 über die Verwendung eines zweiten Drehmomentmotors 112 verwirklicht. Dieser Drehmomentmotor 112 wird über elektrische Signale von der elektronischen Steuerung 104 gesteuert. Die lineare Stellung der Spindel 192 des Hydraulikventils 120 wird von einem zweiten LVDT 200 erfaßt, der ein diese Stellung anzeigendes Signal über eine Leitung 204 an die elektronische Steuerung 104 gibt.
  • Fig. 2 zeigt die "unterlappte" Spindel 192 des zweiten Hydraulikventils 120 genauer. Die Spindel 192 ist zwischen drei Stellungen linear verstellbar. Eine erste, in Fig. 2 gezeigte Stellung ist die, in der Hydraulikfluid unter einem vergleichsweise niedrigem Druck PLO 172 auf beide der Hydrauliksignalleitungen 184a und 188a geleitet wird, welche in das Multiplexer-Auswahlventil 136 eingegeben werden ("Ein/Aus 1", "Ein/Aus 2"). Diese Stellung wird als "Null-Stellung" der Ventilspindel 192 bezeichnet. Alternativ fließt das Hydraulikfluid in den beiden Eingangssignalleitungen 184a, 188a zurück durch die Spindel 192 des Hydraulikventils 120 und in eine Senke für Hydraulikfluid mit niedrigem Druck (PLO) 172.
  • Eine zweite Stellung der Spindel 192 des Hydraulikventils 120 liegt dort, wo die elektronische Steuerung 104 schließlich die Spindel 192 den gesamten Weg nach rechts befiehlt, um gegen eine rechts gelegene Stop-Stellung zu sättigen. In diesem Fall sind die vier Stege 208 der Spindel 192 so positioniert, daß Hydraulikfluid mit einem relativ hohen Druck (PHI) 168 an den ersten Einlaßanschluß ("Ein/Aus 1") 184 des Multiplexer-Auswahlventils gegeben wird, während zu derselben Zeit Hydraulikfluid mit einem vergleichsweise niedrigen Druck (PLO) 172 an den zweiten Einlaßanschluß ("Ein/Aus 2") 188 des Multiplexer- Auswahlventils geleitet wird. Wie nachfolgend anhand eines alternativen Ausführungsbeispiels der Fig. 13-15 genauer beschrieben werden wird, stellt diese am weitesten rechts gelegene Stellung der Spindel 192 die "fehlersichere" Stellung dar; d. h. die Stellung, in Richtung derer das Ventil mechanisch vorgespannt ist, für den Fall eines Versagens der elektronischen Steuerung 104 (s. Fig. 15).
  • Eine dritte Stellung der Spindel 192 des Hydraulikventils ist die, in der die Spindel 192 bewegbar ist, um gegen einen links gelegenen Stop zu sättigen. In einer solchen Stellung wird Hydraulikfluid mit niedrigem Druck 172 auf die erste Einlaßleitung 184 des Multiplexer-Auswahlventils gegeben, während Hydraulikfluid mit hohem Druck 168 auf die zweite Einlaßleitung 188 des Multiplexer- Auswahlventils gegeben wird.
  • Der Hydraulikfluid-Druck auf der ersten Einlaßleitung 184 des Multiplexer- Auswahlventils wird durch die innere Ventilstruktur und schließlich an den aus den zwölf Ausgängen der ersten Gruppe 140 von Ausgängen ausgesuchten Ausgang geleitet. Durch alle nicht ausgewählten Ausgänge in jeder der aus zwölf Ausgängen bestehenden Gruppen 140, 144 wird Hydraulikfluid mit niedrigem Druck 172 geleitet. Zwölf Treibstoff-/Luft-Aktuatorventile 148 sind über geeignete Hydraulikleitungen 212-215 an die vierundzwanzig Auslaßanschlüsse 140, 144 des Multiplexer-Auswahlventils 136 angeschlossen. Jedes Aktuatorventil 148 verfügt über ein Paar von damit verbunden Hydraulikleitungen 212-215, wobei das Paar von Hydraulikleitungen sich in derselben Gruppe 140, 144 von zwölf Ausgängen des Auswahlventils befindet. Jedes Treibstoff-/Luft-Aktuatorventil 148, welches in Fig. 11 genauer dargestellt ist, weist eine Spindel 216 auf, die zwischen zwei Extremstellungen linear verschiebbar ist. Die Spindel 216 eines jeden Aktuatorventils 148 wird positioniert bzw. verschoben, indem das aus den passenden Auslaßanschlüssen 140, 144 des Multiplexer-Auswahlventils 136 eingeleitete Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 verwendet wird. Jedes Treibstoff-/Luft-Aktuatorventil 148 steuert einen zugehörigen hydraulischen oder pneumatischen Aktuator 152, der wiederum eine mechanische Variable des Luftfahrzeuges steuert, wie z. B. eine Entnahme der Turbine (engine bleed).
  • Der Betrieb des gesamten multiplexenden Hydraulik-Steuernetzwerks 100 der vorliegenden Erfindung kann am besten anhand eines Beispiels verstanden werden. Wenn es erwünscht ist, die von einem bestimmten Aktuator 152 gesteuerte mechanische Variable zu verändern, gibt die elektronische Steuerung 104 einen Befehl an den ersten Drehmomentmotor 108, Hydraulikfluid unter richtigen Drücken durch die Hydraulikleitungen 124, 128 an die Enden der Spindel 132 des Multiplexer-Auswahlventils 136 zu leiten. Dies bewegt die Spindel 132 linear, um einen der beiden Hydraulik-Einlaßanschlüsse 184, 188 mit einem der zwölf Ausgänge innerhalb einer der beiden Gruppen 140, 144 von Auslaßanschlüssen zu verbinden. Die elektronische Steuerung 104 gibt zudem einen Befehl an den zweiten Drehmomentmotor 112, die Spindel 192 des zweiten Hydraulikventils 120 heraus aus seiner Nullstellung zu bewegen, um Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 an den ausgesuchten der beiden Einlaßanschlüsse 184, 188 des Multiplexer-Auswahlventils 136 zu leiten. Dieses Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 wird dann durch das Auswahlventil 136 an einen ausgesuchten der Auslaßanschlüsse 140, 144 auf der Hülse 146 des Ventils geleitet und durch eine der angeschlossenen Hydraulikleitungen 212-215 an eine Seite der Spindel 216 des ausgesuchten Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148. Wenn es z. B. erwünscht ist, die Spindel 216 des im einzelnen in Fig. 1 dargestellten Aktuatorventils 148 nach rechts zu verschieben, wird Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 in die Leitung 212 gespeist. Dieses Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 bringt die Spindel 216 des ausgesuchten Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 dazu, sich nach rechts zu bewegen und dadurch die Stellung des mit dem Ausgang der Spindel 216 des Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 verbundenen Aktuators 152 zu verändern.
  • Wenn das ausgesuchte Aktuatorventil 148 sich nach rechts bewegt, wird Fluid unter hohem Druck 168 über eine Anschlußfläche 217 (Fig. 11) auf das Aktuatorventil an der Seite des Kolbens 219 des Aktuatorventils geleitet, um das Ventil hydraulisch in seiner Stellung zu verriegeln. Wenn das Aktuatorventil 148 sich nach links (wie in Fig. 11 dargestellt) bewegt, wird der Hochdruckanschluß 169, der das Aktuatorventil 148 verriegelt hatte, geschlossen, so daß eine Feder 220 die Stellung des Ventils hält. Auf diese Weise wird das Aktuatorventil 148 in seiner Stellung verriegeln, wenn das Aktuatorventil 148 erst einmal durch ein auf der Leitung 213 anliegendes, hydraulisches Hochdrucksignal von dem Drei- Stellungs-Hydraulikventil 120 zum Bewegen gebracht wird, nachdem das Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 erst einmal entfernt worden ist.
  • Wenn es gewünscht ist, die Spindel 216 desselben Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 in die zweite Stellung (d. h. nach links) zu verstellen, muß die elektronische Steuerung 104 einen Befehl an den ersten Drehmomentmotor 108 und das damit verbundene Hydraulikventil 116 geben, die Spindel 132 des Multiplexer- Auswahlventils 136 linear zu dem zweiten mit diesem speziellen Treibstoff-/Luft- Aktuatorventil 148 verbundenen Auslaßanschluß 140, 144 zu bewegen. Dann wird durch den zweiten Drehmomentmotor 112 und das Hydraulikventil 120 Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 ausgewählt, durch das Auswahlventil 136 durch diesen Auslaßanschluß 140, 144 über die Leitung 213 zu der anderen Seite der Spindel 216 des Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 zu fließen. Es sollte verstanden werden, daß zum Verschieben der Spindel 216 eines beliebigen Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 an eine Seite der Spindel 216 geleitet wird, während Hydraulikfluid unter niedrigem Druck 172 an die andere Seite der Spindel 216 geleitet wird. Wenn die Spindel 216 des ausgewählten Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 seine Bewegung abgeschlossen hat, gibt die elektronische Steuerung 104 einen Befehl an den zweiten Drehmomentmotor 112 und das Hydraulikventil 120, die Null-Stellung einzunehmen und dadurch Hydraulikfluid unter niedrigem Druck 172 in beide Einlaßanschlüsse 184, 188 des Multiplexer-Auswahlventils 136 und somit an beide Seiten der Spindel 216 eines jeden Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 zu leiten.
  • Wenn es andererseits erwünscht ist, eines der sechs unter der zweiten Gruppe 144 von zwölf Auslaßanschlüssen des Multiplexer-Auswahlventils 136 (das heißt die in Fig. 1 unterhalb des Auswahlventils 136 dargestellten) verbundenen Treibstoff-/Luft-Aktuatorventile 148 zu verschieben, gibt die elektronische Steuerung 104 einen Befehl an den ersten Drehmomentmotor 108 und das Hydraulikventil 116, die Spindel 132 des Multiplexer-Auswahlventils 136 entsprechend an den geeigneten Auslaßanschluß 144 zu verschieben. Dann gibt die elektronische Steuerung 104 einen Befehl an den zweiten Drehmomentmotor 112 und das Hydraulikventil 120, Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 an den zweiten Einlaßanschluß 188 des Multiplexer-Auswahlventils 136 zu legen. Zu derselben Zeit wird Hydraulikfluid mit niedrigem Druck 172 an den ersten Eingang 184 des Multiplexer-Auswahlventils 136 gegeben. Das Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 wird über die Leitung 214 an die linke Seite der Spindel des in Fig. 1 genau unterhalb des Auswahlventils 136 dargestellten Aktuatorventils 148 gespeist. Anschließend verbringt, wenn die Spindel 216 des ausgesuchten Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 nach rechts verschoben worden ist, die elektronische Steuerung 104 das zweite Hydraulikventil zurück in seine Null- Stellung.
  • Um die Spindel desselben Aktuatorventils 148 schließlich nach links zu bewegen, gibt die elektronische Steuerung 104 einen Befehl an den ersten Drehmomentmotor 108 und das mit diesem verbundene Hydraulikventil 116, die Spindel 132 des Multiplexer-Auswahlventils 136 zu dem mit dem bestimmten Treibstoff-/Luft-Aktuatorventil 148 verbundenen zweiten Auslaßanschluß 140, 144 zu verschieben. Dann wird Hydraulikfluid unter hohem Druck 168 durch den zweiten Drehmomentmotor 112 und das Hydraulikventil 120 dazu bestimmt, durch das Auswahlventil 136 durch dessen Auslaßanschluß 140, 144 über die Leitung 215 zu der rechten Seite der Spindel des ausgewählten Treibstoff-/Luft- Aktuatorventils 148 zu fließen.
  • Es sollte verstanden werden, daß die Bedienung der Aktuatorventile 148 durch das Netzwerk 100 der vorliegenden Erfindung auf eine asynchrone Weise stattfindet. Zudem brauchen, da es sich bei ihnen um verriegelnde Zwei-Stellungsventile handelt, die Aktuatorventile 148 nicht periodisch wieder angesteuert zu werden, um ihre Stellung beizubehalten.
  • Es wird nun auf die Fig. 3-10 Bezug genommen. Fig. 3 zeigt mit höherer Genauigkeit das Multiplexer-Auswahlventil 136, während die Fig. 4-10 verschiedene entlang entsprechender Linien in Fig. 3 und auch in Fig. 12 genommene Querschnittsansichten zeigt. Fig. 12 zeigt eine "ausgewickelte" perspektivische Ansicht einer äußeren Hülse 146 des Multiplexer-Auswahlventils 136 zusammen mit darunterliegenden Hydraulikleitungen 228 innerhalb der Ventilhülse 146, die jeden der Auslaßanschlüsse 140, 144 auf der Hülse 146 mit zugehörigen Auslässen 236, 237 der Spindel 132 verbinden.
  • Fig. 3 zeigt mit höherer Genauigkeit die linear verschiebbare Spindel 132 des Ventils 136, die zum Verbinden der beiden Einlaß-Hydraulikanschlüsse 184, 188 mit ausgesuchten unter den vierundzwanzig Auslaßanschlüssen 140, 144 auf der Hülse 146 des Ventils 136 betrieben wird. Diese beiden Einlaßanschlüsse 184, 188 sind in Fig. 3 der Klarheit halber um 180º versetzt dargestellt. In Wirklichkeit sind sie jedoch um 90º versetzt angeordnet, wie in Fig. 7 gezeigt. Die vierundzwanzig Auslaßanschlüsse der Hülse 146 sind in zwei Gruppen 140, 144 zu je zwölf Anschlüssen angeordnet. Die Hülse 146 des Auswahlventils 136 weist eine zylindrische Form auf, und jede Gruppe 140, 144 von zwölf Auslaßanschlüssen ist entlang einer Linie angeordnet, wobei die beiden Gruppen 140, 144 einander um 180º gegenüberliegend auf dem äußeren Umfang der Hülse 146 des Auswahlventils angeordnet sind. Fig. 3 zeigt außerdem die LVDT- Rückmeldungseinrichtung 176, die ein elektrisches Signal zurück an die elektronische Steuerung 104 gibt, wobei das Signal die lineare Stellung der Spindel 132 anzeigt. Das Signal hilft der elektronischen Steuerung 104 dabei, die Spindel 132 des Auswahlventils 136 korrekt zu positionieren.
  • Fig. 4, 5 und 6 zeigen entlang der Linien 4-4, 5-5 bzw. 6-6 in Fig. 3 genommene Querschnittsansichten, und sie zeigen Ausgleichsquerbohrungen für Hydraulikfluid innerhalb der inneren Struktur der Spindel 132 des Multiplexer- Auswahlventils 136. Diese Anordnung verwirklicht einen Druckausgleich zwischen einer Seite des Ventils und der gegenüberliegenden Seite des Ventils, wodurch die Möglichkeit großer seitlich anliegender Hydrauliklasten ausgeschlossen wird.
  • Fig. 7 zeigt eine entlang der Linie 7-7 in Fig. 3 genommene Querschnittsansicht, die die beiden Eingangssignale ("Ein/Aus 1", "Ein/Aus 2") zeigt, die in einem Winkel von 90º relativ zueinander angeordnet sind und die in die innenliegende Struktur der Spindel 132 des Multiplexer-Auswahlventils 136 eintreten.
  • Fig. 8 zeigt eine entlang der Linie 8-8 in Fig. 3 genommene Querschnittsansicht, die ein Anti-Verdrehmerkmal der Spindel 132 des Auswahlventils 136 zeigt, wobei dieses Merkmal eine winkelbezogene, zeitliche Abstimmung des Fensters der Spindel 132 mit der äußeren Hülse 146 des Ventils 136 bietet. Fig. 8 zeigt zudem eine Rückkehrsenke für ein Hydraulikfluid mit niedrigem Druck ("PLO") 172. Die Senke verhindert einen Kurzschluß zwischen dem Hydraulikfluid mit hohem Druck 168 auf irgendeinem Hydraulikpfad innerhalb des Auswahlventils 136 mit irgendeinem anderen Hydraulikpfad.
  • Fig. 9 zeigt eine entlang der Linie 9-9 sowohl in Fig. 3 als auch in Fig. 12 genommene Querschnittsansicht, die eines der beiden zu dem Multiplexer- Auswahlventil führenden Hydraulik-Eingangssignale 184, 188 zeigt, wie es den Kolbenabschnitt der Spindel 132 des Auswahlventils 136 über einen von zwei Kolbenausgängen 236, 237 verläßt.
  • Fig. 10 zeigt eine entlang der Linie 10-10 in Fig. 3 sowie 12 genommene Querschnittsansicht und zeigt einen Ringraum 240 zur Rückführung von Hydraulikfluid unter niedrigem Druck. Ein Fluß von Hydraulikfluid mit niedrigem Druck 172 von den Treibstoff-/Luft-Aktuatorventilen 148 wird in diesen Ringraum 240 geleitet. Dieses Hydraulikfluid mit niedrigem Druck 172 wird über die Querschlitze 239 aus Fig. 9 mit dem in Fig. 8 gezeigten Hydraulikfluid mit niedrigem Druck verbunden.
  • Fig. 12 zeigt die beiden linienförmig angeordneten Gruppen 140, 144 der Auslaßanschlüsse des Multiplexer-Auswahlventils 136. Sie zeigt auch die darunterliegenden Hydraulikpfade 228, die die Auslaßanschlüsse 140, 144 mit den Kolbenausgängen 236, 237 verbinden.
  • Fig. 11 zeigt mit größerer Genauigkeit ein beispielhaftes Treibstoff-/Luft- Aktuatorventil 148, welches in Verbindung mit dem hydraulischen Steuernetzwerk 100 der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Es soll verstanden werden, daß dieses Treibstoff-/Luft-Aktuatorventil 148 rein exemplarisch ist; jeder andere Typ eines verriegelnden Zwei-Stellungs-Treibstoff- oder Luft-Aktuatorventils 148 kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Das Aktuatorventil 148 steuert das Anlegen entweder von hohem oder von niedrigem hydraulischen oder pneumatischen Fluid-Druck an einen zugehörigen Aktuator 152. Solch eine Steuerung wird durch die lineare Bewegung einer Spindel 216 im Innern des Körpers des Treibstoff-/Luft-Aktuatorventils 148 verwirklicht. Wie hierin zuvor beschrieben, ist diese Spindel 216 linear zwischen zwei Endstellungen bewegbar, abhängig von dem Hydraulikdruck eines an die Enden der Spindel des Multiplexer- Auswahlventils 136 angelegten Fluids. Das Aktuatorventil 148 kann im Innern des Aktuatorventils zudem auch eine Feder 220 enthalten, um ein Vorspannen oder unter Vorlast Setzen der Spindel 216 in Richtung einer ausgesuchten ihrer beiden Stellungen zu unterstützen, sowie Hydraulikdruck zum Verriegeln des Ventils 148 in der anderen Stellung.
  • Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der Abschnitte des Steuersystems 100 der vorliegenden Erfindung ist ein Fehlersicher-Merkmal vorgesehen. Fig. 13 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel des Multiplexer-Auswahlventils 136, welches dem aus Fig. 3 ähnelt. Das Ventil 136 in Fig. 13 weist jedoch zwei zusätzliche Hydraulikleitungen 250, 254 auf, die mit den beiden am meisten links gelegenen Hydraulikleitungen 212-215 in jedem Satz von von der Hülse 146 des Ventils 136 ausgehenden Leitungen in Verbindung stehen. Jede der Hydraulikleitungen 250, 254 ist zudem im Innern des Ventilkörpers 232 mit einem zugehörigen Eingangsanschluß 184, 188 verbunden. Fig. 14 zeigt die innere Struktur der Ventilspindel 132 genauer. Im Vergleich zu Fig. 10 ist der Ringraum 240 entfernt und durch Schlitze 258, 262 ersetzt, die sich über die Länge der Ventilspindel 132 erstrecken, von wo die Leitungen 212-215 ausgehen. Als ein Ergebnis ist die Hydraulikleitung 250 mit ausgesuchten der Leitungen 212-215 oberhalb des Ventils 136 verbunden, während die Hydraulikleitung 254 mit ausgesuchten der Leitungen 212-215 unterhalb des Ventils 136 verbunden ist.
  • Im Betrieb weist, wenn ein Versagen der elektronischen Steuerung 104 auftritt, das erste Hydraulikventil 116 ein wohlbekanntes mechanisches Spannelement, wie z. B. eine Feder, auf, das Hydraulikfluid dazu bringt, in die Leitungen 160 zu fließen, um die Spindel 164 des Ventils 116 die gesamte Strecke nach links zu spannen. Dies gibt Hydraulikfluid mit hohem Druck 168 auf die Leitung 128 und Hydraulikfluid mit niedrigem Druck 172 auf die Leitung 124, was die Spindel 132 des Multiplexer-Auswahlventils 136 die gesamte Strecke nach links zwingt. Dies bildet die Fehlersicher-Stellung des Ventils 136. Auch das zweite Hydraulikventil 120 weist ein ähnliches mechanisches Spannelement auf, welches die Spindel 192 dieses Ventils 120 die gesamte Strecke nach rechts, wie in Fig. 15 dargestellt, zwingt. Dies gibt Hydraulikfluid mit hohem Druck 168 auf die Leitung 184 und hydraulikfluid mit niedrigem Druck 172 auf die Leitung 188. Das Ergebnis ist, daß auf einer Seite der Spindel 216 eines jeden Aktuatorventils 148 Hydraulikfluid mit hohem Druck 168 angelegt ist, wohingegen auf der anderen Seite einer jeden Spindel 216 Hydraulikfluid mit niedrigem Druck 172 anliegt. Dies überführt jedes Aktuatorventil 148 in eine "fehlersichere" Stellung.
  • Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die elektronische Steuerung 104 auf die Signale 153 von den Sensoren 154 antwortet, ebenso wie auf die Signale 180, 204 von den LVDTs 176 und 200, indem sie der Spindel 132 des Multiplexer-Auswahlventils 136 befiehlt, sich entweder auf asynchrone oder auf synchrone Art zu bewegen. Auf diese Weise kann die Spindel 132 in nicht aufhörender Weise "schwanken" um zwei oder mehr ausgesuchte Stellungen synchron zu bedienen. Oder die Spindel 132 kann während eines asynchronen Betriebs an ausgesuchten Stellungen verharren.
  • Die vorliegende Erfindung wurde zur Verwendung in einer "2 · 12" Anordnung von Aktuatorventilen 148 beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine solche beschränkt. Sie kann eine einzige Reihe eines oder mehrerer Aktuatorventile 148 bedienen. Alternativ kann die Erfindung in ihrem breitesten Umfang mehr als zwei Reihen von Ventilen 148 bedienen. Die resultierende Struktur des Auswahlventils 136 und der Hydraulikventile 116, 120 sollte einem Fachmann im Lichte der hierein gegeben Lehre klar sein. Bspw. dient eine "4 · 8" Anordnung insgesamt 16 Aktuatorventilen 148, die in vier Reihen zu je vier Ventilen angeordnet sind. Das Auswahlventil 136 wäre so strukturiert, daß jede Reihe von Auslässen 140, 144 in Abständen von 90º auf der Ventilhülse 146 angeordnet wäre. Zudem wären vier Eingangsanschlüsse 184, 188 zu dem Ventil erforderlich, was die Verwendung von zwei Drei-Stellungs-Hydraulikventilen 120 erforderte.
  • Es sollte von einen Fachmann verstanden werden, daß naheliegende strukturelle Veränderungen durchgeführt werden können, ohne sich von dem Schutzbereich der Ansprüche zu entfernen. Demgemäß soll primär auf die nachfolgenden Ansprüche verwiesen werden und nicht auf die voranstehende Beschreibung, um den Schutzbereich der Erfindung zu bestimmen.

Claims (18)

1. Fluid-Steuersystem mit
a. einem ersten Fluid (168) bei einem ersten vorbestimmten Druck;
b. einem zweiten Fluid (172) bei einem zweiten vorbestimmten Druck;
c. einem Multiplexer-Auswahlventil (136) mit einem Einlaßanschluß (184), welcher wahlweise mit dem ersten oder dem zweiten Fluid verbindbar und zwischen einer Vielzahl diskreter physikalischer Positionen verschiebbar ist, wobei jede der Positionen zu einem aus einer Vielzahl von Auswahlventil- Auslaßanschlüssen (140, 144) ausgesuchten Auswahlventil-Auslaßanschluß korrespondiert, wobei das Multiplexer-Auswahlventil (136) so betreibbar ist, daß es das erste und das zweite Fluid (168, 172) wahlweise von dem Einlaßanschluß (184) des Multiplexer-Auswahlventils zu dem aus der Vielzahl der Multiplexer-Auswahlventil-Auslaßanschlüsse (140, 144) ausgesuchten Multiplexer-Auswahlventil-Auslaßanschluß verbindet;
d. einer Verschiebeeinheit zum Verschieben des Multiplexer- Auswahlventils (136) zwischen der Vielzahl der Auswahlventil- Auslaßanschlüsse (140, 144);
e. einer Vielzahl von Aktuator-Ventilen (148), wobei jedes der Aktuator- Ventile (148) mit mindestens einem korrespondierenden Multiplexer- Auswahlventil-Auslaßanschluß aus der Vielzahl der Multiplexer- Auswahlventil-Auslaßanschlüsse (140, 144) verbindbar ist, wobei jedes der Aktuator-Ventile (148) durch Anlegen des ersten Fluids oder des zweiten Fluids daran zwischen zwei Positionen verschiebbar ist; und
f. einer Auswahleinheit zum Auswählen des ersten Fluids (168), an ein ausgesuchtes oder mehrere ausgesuchte der Aktuator-Ventile (148) angelegt zu werden, um eine Verschiebung des einen oder der mehreren ausgesuchten Aktuator-Ventile (148) zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinheit ein Spannelement zum Verschieben des Multiplexer-Auswahlventils (136) in eine fehlersichere Position aufweist, wobei das Multiplexer-Auswahlventil (136) so betreibbar ist, daß das erste Fluid (168) zu jedem Aktuator-Ventil aus der Vielzahl der Aktuator-Ventile (148) geleitet wird, wenn das Multiplexer-Auswahlventil (136) sich in seiner fehlersicheren Position befindet.
2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinheit zum Verschieben des Multiplexer-Auswahlventils (136) einen Drehmoment-Motor (108) und ein Hydraulikventil (116) aufweist.
3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswahlmittel einen Drehmoment-Motor (112) und ein Hydraulikventil (120) aufweist.
4. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fluid (168) ein Hydraulikfluid ist und daß das zweite Fluid (172) ein Hydraulikfluid ist, wobei der erste vorbestimmte Druck des ersten Hydraulikfluids (168) ein größerer Druck als der vorbestimmte Druck des zweiten Hydraulikfluids (172) ist.
5. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Multiplexer-Auswahlventil (136) ein bewegbares Element (132) aufweist, welches linear zwischen der Vielzahl der Auswahlventil-Auslaßanschlüsse (140, 144) verschiebbar ist.
6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Element (132) eine Spindel ist.
7. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einer der Auswahlventil-Auslaßanschlüsse (140, 144) sich über jede Stellung einer ausgesuchten Anzahl der Vielzahl von diskreten physikalischen Positionen des Multiplexer-Auswahlventils (136) erstreckt.
8. Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Halteeinheit zum Halten eines jeden der Aktuator-Ventile (148) in seiner letzten der beiden Positionen auf eine ausgesuchte Anwendung des zweiten Fluids (172) auf die Aktuator-Ventile (148) hin.
9. Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinheit ein drittes Hydraulikfluid (168) bei einem vorbestimmten Druck aufweist.
10. Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinheit ein mechanisches Kraftelement (220) zum Anlegen einer Kraft mit einer vorbestimmten Größe aufweist.
11. Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Multiplexer Auswahlventil-Auslaßanschluß aus der Vielzahl der Multiplexer-Auswahlventil-Auslaßanschlüsse (140, 144) in beliebiger Abfolge ausgewählt werden kann.
12. Fluid-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktuator-Ventile (148) Zwei-Stellungs-Rastventile sind.
13. Fluid-Steuersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Multiplexer Auswahlventil (136) einen zweiten Einlaßanschluß (188) aufweist, der wählbar mit dem ersten und dem zweiten Fluid (168, 172) verbindbar ist.
14. Fluid-Steuersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswahlmittel ein Drei-Stellungs-Ventil (120) aufweist, welches eine Null- Stellung und zwei Stop-Stellungen, in denen das erste Fluid (168) zu einem der Einlaßanschlüsse (184, 188) geführt wird und das zweite Fluid zu dem anderen Einlaßanschluß geführt wird, aufweist.
15. Fluid-Steuersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Drei-Stellungs-Ventil (120) mechanisch in Richtung einer der Stop-Stellungen vorgespannt ist.
16. Fluid-Steuersystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Multiplexer-Auswahlventil (136) so betreibbar ist, daß es die Einlaßanschlüsse (184, 188) mit einem ersten und einem zweiten aus der Vielzahl der Auslaßanschlüsse (140, 144) ausgewählten Auslaßanschluß verbindet.
17. Fluid-Steuersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Aktuator-Ventil (148) ein Paar von einem Paar von Auslaßanschlüssen aus der Vielzahl der Auslaßanschlüsse (140, 144) zugeordneten Fluid-Leitungen (212-215) aufweist.
18. Fluid-Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeeinheit ein Hydraulikventil (116) aufweist und daß das Spannelement ein Element zum Ausüben einer mechanischen Vorspannung des Hydraulikventils (116) in eine Richtung, die ein Verschieben des Multiplexer-Auswahlventils (136) in die fehlersichere Position bewirkt, aufweist.
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