DE1114682B

DE1114682B - Hydraulic servo control device

Info

Publication number: DE1114682B
Application number: DEL30362A
Authority: DE
Inventors: Rene Leduc
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1957-05-07
Filing date: 1958-05-07
Publication date: 1961-10-05

Description

Hydraulische Servosteuereinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Servosteuereinrichtungen mit Zylindern und einem Steuerkolben sowie einer Betätigungsspindel zur Steuerung von im Steuerkolben befindlichen Ventilen, die als Kugelventile ausgebildet sind, bei denen als Stößel eine kleinere Kugel dient. Diese Servosteuerungen sind heute in einer großen Zahl von Anwendungen, insbesondere im Flugzeugbau, verbreitet.Hydraulic servo control device The invention relates to hydraulic servo control devices with cylinders and a control piston as well an actuating spindle for controlling valves located in the control piston, which are designed as ball valves, in which a smaller ball is used as the plunger serves. These servo controls are in a large number of applications today, in particular in aircraft construction, widespread.

Die Entwicklung der Technik und die Anforderungen auf diesem Gebiete machen es mehr und mehr notwendig, bei derartigen Einrichtungen dafür zu sorgen, daß die Trägheit und die Betätigungskräfte vernachlässigbar klein sind, d. h. daß die parasitären Kräfte, die dem Steuerimpuls entgegenwirken, wie Reibung, Ventilbetätigung, praktisch Null sind.The development of technology and the requirements in this area make it more and more necessary to ensure that such facilities that the inertia and the operating forces are negligibly small, d. H. that the parasitic forces that counteract the control impulse, such as friction, valve actuation, are practically zero.

Diese parasitären Kräfte stören z. B. die Kräfte, die von Einrichtungen, welche eine »künstliche Reaktion« hervorrufen, erzeugt werden, durch die der Pilot in der Steuerung eine Reaktionskraft »fühlt«, die eine Funktion von verschiedenen Größen des gewählten Fluges sind. Diese parasitären Kräfte stören auch die von den Einrichtungen des automatischen Piloten oder den Stabilisierungseinrichtungen ausgehenden Kräfte und vermindern die Genauigkeit der von diesen Einrichtungen hervorgerufenen Steuerergebnisse.These parasitic forces interfere with z. B. the forces exerted by bodies which cause an "artificial reaction" are generated by the pilot in the control a reaction force "feels" which is a function of different ones Sizes of the chosen flight are. These parasitic forces also disturb those of the Outgoing facilities of the automatic pilot or the stabilization facilities Forces and reduce the accuracy of those produced by these devices Tax results.

Um andererseits den Anforderungen an die in modernen Flugzeugen erforderliche Leistung und die Kleinheit der Zeitkonstante gerecht zu werden, die annähernd der Zeit entspricht, die das gesteuerte Organ benötigt, um etwa zwei Drittel der Geschwindigkeit zu erreichen, die man ihm zu übertragen wünscht, kann man die relativ schweren und sperrigen elektrischen Kraftverstärker kaum verwenden, die zu große Zeitkonstanten haben; dagegen erfordern hydraulische Kraftverstärker eine schwerfällige Steuerung, die schwierig anzuordnen und empfindlich gegen verschiedene Formänderungen der Flugzeugkonstruktion ist.On the other hand, to meet the requirements of the modern aircraft Performance and the smallness of the time constant, which approximates the The time that the controlled organ needs corresponds to about two thirds of the speed to achieve which one wishes to transfer to him, one can do the relatively difficult and Hardly use bulky electrical boosters that have too large time constants to have; hydraulic power amplifiers, on the other hand, require cumbersome control, which are difficult to arrange and sensitive to various changes in the shape of the aircraft structure is.

Man hat daher schon nach einer hydraulischen Servosteuerung gesucht, die die oben aufgezählten technischen Erfordernisse dadurch berücksichtigt, daß bei ihr die parasitären Kräfte vernachlässigbar klein sind und dadurch eine befriedigende Möglichkeit zur Anwendung der in der Praxis an sich brauchbaren elektrohydraulischen Steuerungen gegeben ist.A hydraulic servo control has therefore already been sought, which takes into account the technical requirements listed above in that with it the parasitic forces are negligibly small and therefore satisfactory Possibility of using the electrohydraulic ones that are useful in practice Controls is given.

So sind bereits hydraulische Servosteuereinrichtungen bekannt, bei denen die Ventilöffnungen durch Kugelventile, d. h. verlustlos, gesteuert werden. Die Erfahrung hat gezeigt, daß eine solche Anordnung für ein sehr schnelles Flugzeug die einzige praktisch annehmbare ist, weil sie den Vorteil hat, mit voller Sicherheit und über eine relativ lange Zeitdauer (1 Stunde) auch dann noch funktionieren zu können, wenn die hydraulische Versorgung gestört ist, und weil bei ihr die Zahl und das Gewicht der hydraulischen Pumpen vermindert werden kann und ein fortgesetztes Durcharbeiten der Leckflüssigkeit und die damit verbundene Erwärmung vermieden wird.So hydraulic servo control devices are already known at which the valve openings are through ball valves, d. H. lossless, controlled. Experience has shown that such an arrangement is suitable for a very fast aircraft the only practically acceptable is because it has the advantage of being with complete certainty and continue to function over a relatively long period of time (1 hour) can when the hydraulic supply is disturbed, and because with her the number and the weight of the hydraulic pumps can be reduced and continued Working through the leakage fluid and the associated heating is avoided.

Eine Vorrichtung dieser Art ist in dem französischen Patent 1003 822 bzw. dem USA.-Patent 2 574 335 und dem britischen Patent 654 415 beschrieben.A device of this type is described in French patent 1003 822, U.S. patent 2,574,335 and British patent 654,415, respectively.

Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung derartiger Vorrichtungen; die insbesondere gestattet, die Betätigungskräfte, d. h. in der Hauptsache die Kräfte zum Öffnen der Ventile, vernachlässigbar klein zu machen. (Die Reibung kann leicht durch bekannte Mittel vermindert werden.) Gemäß der Erfindung wird eine solche Steuereinrichtung dadurch verbessert, daß jedes zur Absperrung eines Kanals dienende Kugelventil in mehrere parallel geschaltete Kugelventile aufgeteilt ist, bei denen die Durchmesser sowohl der als Verschlußstücke als auch der als Stößel dienenden Kugeln von einem kleinsten bis zu einem größten Wert gleichmäßig abgestuft sind; so daß sich die parallel geschalteten Einzelventile nacheinander in der Reihenfolge der zunehmenden Kugeldurchmesser entsprechend der Zunahme des Betätigungshubes öffnen.The invention aims to improve such devices; which in particular allows the actuation forces, d. H. mainly the forces to open the valves, making it negligibly small. (The friction can be easy can be reduced by known means.) According to the invention, such a control device improved in that each serving to shut off a channel ball valve in several ball valves connected in parallel, in which the diameter both the locking pieces and the balls serving as plungers from one smallest to largest value are evenly graded; so that the Individual valves connected in parallel one after the other in the order of increasing Open the ball diameter as the actuation stroke increases.

Es ist an sich bereits bekannt, bei einem pneumatischen Ventil zur Speisung eines davon im Abstand liegenden pneumatischen Zylinders zwischen der Druckleitung und der Ableitung eine Ventileinrichtung anzuordnen, die in mehrere parallel geschaltete Kugelventile aufgeteilt ist, deren als Verschlußstücke dienende Kugeln verschiedene Durchmesser haben. Die Kugelventile lassen sich über ein gemeinsames Schwenkglied nacheinander so betätigen, daß das Kugelventil mit der kleineren Verschlußkugel vor den Kugelventilen mit den größeren Verschlußkugeln öffnet, um zunächst nur eine Teilentlastung der Druckluftleitung zu erhalten.It is already known per se in a pneumatic valve for Feed one of them at a distance lying pneumatic cylinder to arrange a valve device between the pressure line and the discharge line, which is divided into several ball valves connected in parallel, which act as locking pieces serving balls have different diameters. The ball valves can be over operate a common swivel member one after the other so that the ball valve with the smaller locking ball in front of the ball valves with the larger locking balls opens in order to initially only obtain partial relief of the compressed air line.

Demgegenüber handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um die Lösung einer ganz speziellen Problemstellung bei hydraulischen Servosteuereinrichtungen.In contrast, the present invention is the Solution of a very special problem with hydraulic servo control devices.

Dank dieser Bemessung läßt sich die Betätigungskraft erheblich vermindern, und es können sehr große Geschwindigkeiten ohne Instabilitätserscheinungen, d. h. ohne Schwingungen um eine Gleichgewichtsstellung, erhalten werden. Die Servosteuerung löst rasche Bewegungen aus, wobei Anfang und Ende der Bewegung jedoch stark progressiv und geschmeidig sind.Thanks to this dimensioning, the actuating force can be reduced considerably, and very high speeds can be achieved without instability phenomena, i. H. without oscillations around a position of equilibrium. The servo control triggers rapid movements, the beginning and end of the movement, however, strongly progressive and are supple.

Vorteilhafterweise ist zwischen der Betätigungsspindel und dem Steuerkolben ein in einer als Zylinder dienenden Ausnehmung im Steuerkolben gleitender Hilfssteuerkolben angeordnet, der gleichfalls Kugelventile enthält, die durch die Betätigungsspindel bewegt werden, während der Hilfssteuerkolben die Kugelventile des Steuerkolbens bewegt.It is advantageous between the actuating spindle and the control piston an auxiliary control piston sliding in a recess in the control piston serving as a cylinder arranged, which also contains ball valves through the actuating spindle are moved while the auxiliary control piston moves the ball valves of the control piston emotional.

Zur Erreichung besonders guter Stabilitätsverhältnisse ist es vorteilhaft, die Abmessungen und Ausbildung der Kugeldurchmesser, der Winkel der Betätigungskonusse und das Verhältnis der jeweils wirksamen Kolbenflächen in beiden Zylindern so aufeinander abzustimmen, daß das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit des Hilfssteuerkolbens und dem Hub des Stößels, der diese Geschwindigkeit auslöst, mindestens viermal so groß ist wie das Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit des Hauptsteuerkolbens und dem Hub des als Stößel für den Hauptsteuerkolben wirkenden Hilfssteuerkolbens, durch den die Geschwindigkeit des Hauptsteuerkolbens ausgelöst wird. Diese Beziehung wird nachfolgend noch näher erläutert.To achieve particularly good stability conditions, it is advantageous to the dimensions and design of the ball diameter, the angle of the actuating cones and the ratio of the effective piston areas in both cylinders to one another agree that the ratio between the speed of the auxiliary control piston and the stroke of the ram that triggers this speed, at least four times as much is as large as the ratio between the speed of the main control piston and the stroke of the auxiliary control piston acting as a tappet for the main control piston, which triggers the speed of the main control piston. This relationship is explained in more detail below.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is described below with reference to schematic drawings explained in more detail using two exemplary embodiments.

Fig.l ist eine schematische Darstellung eines Längsschnittes durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Servosteuerung; Fig. 2 ist eine Darstellung eines Schnittes entlang der Linie II-11 in Fig. 1; Fig.3 ist eine der Fig.1 entsprechende Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform.Fig.l is a schematic representation of a longitudinal section through a servo control designed according to the invention; Fig. 2 is an illustration a section along the line II-11 in Fig. 1; Fig.3 is one of Fig.1 corresponding Representation of a modified embodiment.

In Fig. 1 ist eine hydraulische Servosteuerung der als Kugelventilsteuerung bekannten Art dargestellt, bei der die Anordnungen im Aufbau gemäß der Erfindung getroffen sind. Mit 15 ist das Gehäuse, mit 9 der Hauptsteuerkolben und mit 10 die Kugelventile der Servosteuerung bezeichnet. Die Kugelventile 10 sind durch den Hilfssteuerkolben 8 der Servosteuerung steuerbar. Das Drucköl tritt bei 18 in das Gehäuse ein und bei 19 wieder aus.In Fig. 1, a hydraulic servo control is that of a ball valve control known type shown in which the arrangements in construction according to the invention are hit. 15 is the housing, 9 is the main control piston and 10 is the Ball valves of the servo control called. The ball valves 10 are through the auxiliary control piston 8 controllable by the servo control. The pressurized oil enters the housing at 18 and at 19 off again.

Wie in Fig.2 dargestellt, ist jedes Kugelventil 10 bzw. 20 gemäß der Erfindung in eine Reihe von nacheinander wirksam werdenden Kugelventilen unterteilt. In Fig. 2 sind die Kugelventile 20 der Fig. 1 aufgeteilt in eine Folge von Kugeln 20 a, 20 b, 20 c, 20 d von zunehmender Größe, deren Stößel oder Steuerkugeln mit 21 a, 21 b, 21 c, 21 d bezeichnet sind. Wie aus der Figur ersichtlich, sind der Abstand des Kugelsitzes von der Mittelachse und die Länge der Stößel bzw. die Durchmesser der Kugeln 21 so gewählt, daß sie ein aufeinanderfolgendes Abheben der Kugeln in Abhängigkeit von ihrer Größe entsprechend der Zunahme des Betätigungshubes bewirken. Auf diese Weise wird die Betätigungskraft vermindert, und darüber hinaus arbeitet die Servosteuerung geschmeidiger und schwankungsfreier. Bei gegebenem Hub und Geschwindigkeit der Servosteuerung verlaufen der Start und der Auslauf langsam, mit hoher Beschleunigung und Verzögerung während der wenigen Zehntelsekunden, welche das nacheinander eintretende Spiel der Kugeln wiedergeben. Man kann auf diese Weise sehr schnelle Hübe der Servosteuerung stoßfrei und ohne Schwingungen um die Gleichgewichtsstellung erreichen.As shown in FIG. 2, each ball valve 10 or 20 according to the invention is subdivided into a series of ball valves which become effective one after the other. In Fig. 2, the ball valves 20 of Fig. 1 are divided into a sequence of balls 20 a, 20 b, 20 c, 20 d of increasing size, whose plungers or control balls are designated by 21 a, 21 b, 21 c, 21 d are. As can be seen from the figure, the distance of the ball seat from the central axis and the length of the plunger or the diameter of the balls 21 are selected so that they cause a successive lifting of the balls depending on their size corresponding to the increase in the actuation stroke. In this way, the operating force is reduced and, moreover, the servo control works more smoothly and with less fluctuation. With a given stroke and speed of the servo control, the start and the run-out are slow, with high acceleration and deceleration during the few tenths of a second, which reflect the play of the balls that occurs one after the other. In this way, you can achieve very fast strokes of the servo control without jolts and without oscillations around the equilibrium position.

Nach Fig.1 dient, entsprechend einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, der Hilfssteuerkolben 8 der Servosteuerung als Kolben für eine Hilfsservosteuerung, deren Stößel mit 1, deren Ventilkugeln mit 3 und deren konisch ansteigende Flächen mit 2 bezeichnet sind. Das Gehäuse dieser Hilfsservosteuerung wird durch den Hauptkolben 9 der Servosteuerung gebildet, dessen Körper zu diesem Zweck eine Bohrung aufweist, die durch den Hilfssteuerkolben 8 in zwei Kammern 4 und 5 aufgeteilt wird. Das Ganze bildet eine zweistufige Servosteuerung, wobei die Hilfsservosteuerung so dimensioniert ist, daß ihre Kugeln einen Durchmesser von weniger als 1 mm haben und die wirksame Kolbenfläche nicht mehr als 0,5 cm2 beträgt. Die Betätigungskräfte für die Gesamtanordnung kann man auf einige Gramm vermindern.According to FIG. 1, according to an exemplary embodiment of the invention, the auxiliary control piston 8 of the servo control serves as a piston for an auxiliary servo control whose tappets are denoted by 1, whose valve balls are denoted by 3 and their conically rising surfaces are denoted by 2. The housing of this auxiliary servo control is formed by the main piston 9 of the servo control, the body of which has a bore for this purpose which is divided into two chambers 4 and 5 by the auxiliary control piston 8. The whole thing forms a two-stage servo control, the auxiliary servo control being dimensioned so that its balls have a diameter of less than 1 mm and the effective piston area is no more than 0.5 cm2. The actuation forces for the entire arrangement can be reduced to a few grams.

Die Arbeitsweise der Einrichtung ist also die folgende: Der Stößen kann nach rechts oder nach links verstellt werde, und zwar durch eine Aktion des Piloten (auf mechanischem, elektrischem oder hydraulischem Wege), eines Stabilisierungssystems (mechanisch, elektrisch oder hydraulisch) oder eines automatischen Piloten (mechanisch, elektrisch oder hydraulisch).The working method of the device is thus as follows: The pushes can be adjusted to the right or to the left by an action of the Pilots (by mechanical, electrical or hydraulic means), a stabilization system (mechanical, electrical or hydraulic) or an automatic pilot (mechanical, electric or hydraulic).

Es sei angenommen, daß sich der Stößel 1 nach rechts verstellt. Im Laufe dieser Bewegung hebt der konische Abschnitt 2 des Stößels 1 die Ventilkugeln 3 an und stellt so eine Verbindung zwischen den Kammern 4 und 5 der Hilfsservosteuerung her. Die Fläche 6 des Hilfskolbens 8 in der Kammer 4 ist größer als die Fläche 7 des Hilfskolbens in der Kammer 5, wodurch der Hilfskolben 8 der Servosteuerung unter Einwirkung des zugeführten Druckes sich relativ zum Hauptkolben 9 der Hauptservosteuerung nach rechts verlagert. Diese Bewegung vermindert die Abhebgeschwindigkeit der Ventilkugeln 3, Damit vermindert sich auch die Beschleunigung des Hilfskolbens 8 im Verhältnis zum Hauptkolben 9. Die Relativbewegung des Kolbens 8 gegenüber dem Kolben 9 hat ein Anheben der Ventilkugeln 10 zur Folge, wodurch die Kammern 11 und 12 der Hauptservosteuerung in Verbindung gebracht werden. Die Fläche 13 des Hauptkolbens 9 in der Kammer 11 ist größer als die Fläche 14 des Hauptkolbens in der Kammer 12, wodurch der Kolben 9 durch Einwirken des zugeführten Druckes relativ zum als festliegend angenommenen Gehäuse 15 der Servosteuerung verlagert wird.It is assumed that the plunger 1 moves to the right. in the During this movement, the conical section 2 of the tappet 1 lifts the valve balls 3 and thus establishes a connection between chambers 4 and 5 of the auxiliary servo control here. The area 6 of the auxiliary piston 8 in the chamber 4 is larger than the area 7 of the auxiliary piston in the chamber 5, whereby the auxiliary piston 8 of the servo control under The effect of the supplied pressure is relative to the main piston 9 of the main servo control shifted to the right. This movement reduces the lifting speed of the valve balls 3, This also reduces the acceleration of the auxiliary piston 8 proportionally to the main piston 9. The relative movement of the piston 8 with respect to the piston 9 has a lifting of the valve balls 10 result, whereby the chambers 11 and 12 of the main servo control be associated. The surface 13 of the main piston 9 in the chamber 11 is larger than the area 14 of the main piston in the chamber 12, causing the piston 9 by the action of the applied pressure relative to as fixed assumed Housing 15 of the servo control is relocated.

Wenn die Geschwindigkeit des Hauptkolbens 9 gleich der Geschwindigkeit des Betätigungsstößels 1 wird, wird eine Bewegung nach rechts des Hilfskolbens 8 relativ zum Hauptkolben 9 ein Schließen des Kugelventils 3 bewirken. Der Hilfskolben 8 behält dadurch seine Lage im Verhältnis zum Hauptkolben 9 bei, und die angehobene Lage der Kugeln 10 bleibt unverändert.When the speed of the main piston 9 equals the speed of the actuating plunger 1, the auxiliary piston 8 will move to the right cause the ball valve 3 to close relative to the main piston 9. The auxiliary piston 8 thereby retains its position in relation to the main piston 9, and the raised one The position of the balls 10 remains unchanged.

Der Hauptkolben 9 behält dann seine gleichförmige Bewegung nach rechts mit einer Geschwindigkeit bei, die der des Betätigungsstößels 1 gleich ist.The main piston 9 then retains its uniform movement to the right at a speed which is the same as that of the actuating plunger 1.

Wenn der Pilot, das Stabilisatorsystem oder der automatische Pilot die Bewegung des Betätigungsstößels 1 anhält, hat eine Bewegung des Hilfskolbens 8 nach rechts ein Anheben der Ventilkugeln 16 zur Folge.If the pilot, the stabilizer system or the automatic pilot the movement of the actuating plunger 1 stops has a movement of the auxiliary piston 8 to the right results in a lifting of the valve balls 16.

Die Kammer 4 erhält dadurch den Druck des Vorratsbehälters. Der Versorgungsdruck wirkt nur noch auf die Fläche 7 der Kammer 5, der Hilfskolben 8 macht im Verhältnis zum Hauptkolben 9 eine Bewegung nach links. Diese Bewegung vermindert die Anhebgeschwindigkeit der Ventilkugeln 16. Die Beschleunigung des Hilfskolbens 8 im Verhältnis zum Hauptkolben 9 wird also auch vermindert.The chamber 4 thereby receives the pressure of the storage container. The supply pressure acts only on the surface 7 of the chamber 5, the auxiliary piston 8 makes in proportion to the main piston 9 a movement to the left. This movement reduces the lifting speed of the valve balls 16. The acceleration of the auxiliary piston 8 in relation to the main piston 9 is also reduced.

Die Bewegung des Hilfskolbens 8 nach links im Verhältnis zum Hauptkolben 9 hat eine Verkleinerung der Öffnung der Ventilkugeln 10 zur Folge. Die Geschwindigkeit des Hauptkolbens 9 gegenüber dem Gehäuse 15 wird also auch kleiner.The movement of the auxiliary piston 8 to the left in relation to the main piston 9 results in a reduction in the size of the opening of the valve balls 10. The speed of the main piston 9 relative to the housing 15 is therefore also smaller.

Sobald die Ventilkugeln völlig abgesenkt sind, wird diese Geschwindigkeit Null. Die Bewegung des Hilfskolbens 8 nach links im Verhältnis zum Hauptkolben 9 senkt dann die Ventilkugeln 16 ab. Der Hilfskolben 8 steht still, und das gesamte System beendet seine Bewegung.Once the valve balls are fully lowered, this speed will be Zero. The movement of the auxiliary piston 8 to the left in relation to the main piston 9 then lowers the valve balls 16. The auxiliary piston 8 stands still, and the whole System stops moving.

Eine Bewegung nach links des Betätigungsstößels 1 führt ebenso zu einer Bewegung des Hauptkolbens 9 nach links mit der gleichen Geschwindigkeit. Das Anhalten des Betätigungsstößels 1 führt gleicherweise zu einem Stillstand des Hauptkolbens 9.A movement to the left of the actuating plunger 1 also leads to movement of the main piston 9 to the left at the same speed. That Stopping the actuating tappet 1 likewise leads to a standstill of the main piston 9.

Nach der Erfindung ist eine kalibrierte Bohrung 17 vorgesehen, um die sich auf die Flächen 6 und 7 der Kolben 8 und 9 auswirkenden Öldrücke miteinander zu verbinden. Mit Hilfe einer entsprechenden Bemessung dieser Öffnung kann die Relativgeschwindigkeit der Kolben 8 und 9 eingestellt und die Stabilität des Systems vergrößert werden.According to the invention, a calibrated bore 17 is provided to the oil pressures acting on the surfaces 6 and 7 of the pistons 8 and 9 with one another connect to. With the help of an appropriate dimensioning of this opening, the relative speed the pistons 8 and 9 can be adjusted and the stability of the system increased.

In' dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind sowohl ` der Hilfssteuerkolben 8 als auch der Hauptsteuerkolben 9 in separaten, koaxial angeordneten, fest miteinander verbundenen Teilen eines feststehenden Gehäuses 15 angeordnet. In diesem Fall ist der Hub des Hilfskolbens gleich dem Hub des Hauptkolbens.In the exemplary embodiment according to FIG. 3, both the auxiliary control piston 8 and the main control piston 9 in separate, coaxially arranged, fixed to one another connected parts of a fixed housing 15 arranged. In this case it is the stroke of the auxiliary piston is equal to the stroke of the main piston.

Die Arbeitsweise ist die folgende: Eine Bewegung nach rechts des Stößels 1 hat ein Anheben der Ventilkugeln 3 zur Folge und setzt so die Kammern 4 und 5 miteinander in Verbindung. Da die Fläche 6 des Hilfskolbens 8 in der Kammer 4 größer ist als dessen Fläche 7 in der Kammer 5, bewegt sich der Hilfskolben 8 unter dem Einfluß des hydraulischen Druckes nach rechts. Diese Bewegung nach rechts verlangsamt die Anhebgeschwindigkeit der Ventilkugeln 3 und vermindert so die Beschleunigung des Hilfskolbens 8 im Verhältnis zum Gehäuse 15. Wenn der Hauptkolben 9 noch in Ruhestellung angenommen wird, stellt die Bewegung nach rechts des Hilfskolbens 8 im Verhältnis zum Gehäuse 15 also auch eine Relativbewegung des Hilfskolbens 8 gegenüber dem Hauptkolben 9 nach rechts dar. Diese Bewegung nach rechts des Hilfskolbens 8 im Verhältnis zum Hauptkolben 9 bewirkt ein Anheben der Ventilkugeln 10 und setzt so die Kammern 11 und 12 miteinander in Verbindung.The way it works is as follows: One movement to the right of the ram 1 causes the valve balls 3 to be lifted and thus sets the chambers 4 and 5 in connection with each other. Since the area 6 of the auxiliary piston 8 in the chamber 4 is larger is as its surface 7 in the chamber 5, the auxiliary piston 8 moves under the Influence of hydraulic pressure to the right. This movement to the right slows down the lifting speed of the valve balls 3 and thus reduces the acceleration of the auxiliary piston 8 in relation to the housing 15. If the main piston 9 is still in The rest position is assumed, represents the movement to the right of the auxiliary piston 8 in relation to the housing 15, there is also a relative movement of the auxiliary piston 8 with respect to it the main piston 9 to the right. This movement to the right of the auxiliary piston 8 in relation to the main piston 9 causes a lifting of the valve balls 10 and sets so the chambers 11 and 12 communicate with one another.

Da die Fläche 13 des Hauptkolbens 9 in der Kammer il größer ist als die Fläche 14 des Hauptkolbens in der Kammer 12, bewegt sich der Hauptkolben 9 unter dem Einfluß des hydraulischen Druckes nach rechts, wobei diese Bewegung nach rechts die Abhebgeschwindigkeit der Ventilkugeln 10 verlangsamt und so die Beschleunigung des Hauptkolbens 9 im Verhältnis zum Gehäuse 15 vermindert.Since the area 13 of the main piston 9 in the chamber il is larger than the area 14 of the main piston in the chamber 12, the main piston 9 moves to the right under the influence of the hydraulic pressure, this movement to the right slowing the lifting speed of the valve balls 10 and so the acceleration of the main piston 9 in relation to the housing 15 is reduced.

Wenn die Geschwindigkeit des Hilfskolbens 8 im Verhältnis zum Gehäuse 15 gleich der Geschwindigkeit des Betätigungsstößels 1 im Verhältnis zum Gehäuse 15 wird, wird der Hub der Ventilkugeln unverändert, und der Hilfskolben 8 setzt seine gleichförmige Bewegung nach rechts mit einer Geschwindigkeit fort, die der des Betätigungsstößels 1 gleich ist.When the speed of the auxiliary piston 8 in relation to the housing 15 equal to the speed of the actuating plunger 1 in relation to the housing 15, the stroke of the valve balls is unchanged and the auxiliary piston 8 is set its steady movement to the right continues at a rate that the of the actuating plunger 1 is the same.

Wenn der Hauptkolben 9 die Geschwindigkeit des Hilfskolbens 8 noch nicht erreicht hat, heben die Ventilkugeln 10 weiter an.When the main piston 9 still exceeds the speed of the auxiliary piston 8 has not reached, the valve balls 10 raise further.

Wenn die Geschwindigkeit des Hauptkolbens 9 im Verhältnis zum Gehäuse 15 gleich der Geschwindigkeit des Hilfskolbens 8 im Verhältnis zum Gehäuse 15, d. h. gleich der Geschwindigkeit des Betätigungsstößels 1 im Verhältnis zum Gehäuse 15 wird, wird der Hub der Ventilkugeln 10 konstant, und der Hauptkolben 9 setzt seine gleichförmige Bewegung nach rechts mit einer Geschwindigkeit fort, die der des Hilfskolbens 8, d. h. der des Betätigungsstößels 1, gleich ist.When the speed of the main piston 9 in relation to the housing 15 equal to the speed of the auxiliary piston 8 in relation to the housing 15, i.e. H. equal to the speed of the actuating plunger 1 in relation to the housing 15, the stroke of the valve balls 10 becomes constant and the main piston 9 sets its steady movement to the right continues at a rate that the of the auxiliary piston 8, d. H. that of the actuating plunger 1 is the same.

Wenn der Pilot, das Stabilisatorkorrektursystem oder der automatische Pilot die Bewegung des Betätigungsstößels 1 im Verhältnis zum Gehäuse 15 anhält, vermindert die Bewegung nach rechts des Hilfskolbens 8 das Anheben der Ventilkugeln 3. Der Hilfskolben 8 wird im Verhältnis zum Gehäuse 15 verlangsamt. Der Hauptkolben 9, der im Verhältnis zum Gehäuse 15 noch nicht langsamer geworden ist, hat also eine Relativbewegung nach rechts im Verhältnis zum Hilfskolben 8, und diese Relativbewegung vermindert den Hub der Ventilkugeln 10. Auch der Hauptkolben 9 verlangsamt sich also im Verhältnis zum Gehäuse 15.When the pilot, the stabilizer correction system or the automatic pilot stops the movement of the actuating plunger 1 in relation to the housing 15, the movement to the right of the auxiliary piston 8 reduces the lifting of the valve balls 3. The auxiliary piston 8 is slowed down in relation to the housing 15. The main piston 9, which has not yet slowed down in relation to the housing 15, therefore has a relative movement to the right in relation to the auxiliary piston 8, and this relative movement reduces the stroke of the valve balls 10. The main piston 9 also slows down in relation to the housing 15 .

Wenn die Ventilkugeln 3 schließen, steht der Hilfskolben 8 im Verhältnis zum Gehäuse 15 still. Die rückläufige Bewegung des Hauptkolbens 9 im Verhältnis zum Gehäuse 15 schließt dann die Ventilkugel 10. Der Hauptkolben 9 beendet seine Relativbewegung gegenüber dem Gehäuse 15.When the valve balls 3 close, the auxiliary piston 8 stands still in relation to the housing 15. The backward movement of the main piston 9 in relation to the housing 15 then closes the valve ball 10. The main piston 9 ends its movement in relation to the housing 15.

Das Gesamtsystem ist also in Ruhestellung.The entire system is therefore in the rest position.

Eine Verlagerung nach links des Betätigungsstößels 1 bewirkt ebenso eine Bewegung nach links des Hauptkolbens 9.A shift to the left of the actuating plunger 1 also has the effect a movement to the left of the main piston 9.

Um eine optimale Stabilität der Servosteuereinrichtung zu erhalten, hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn man folgende Verhältnisse berücksichtigt: Bei einer Steuerbewegung dl, d. h. einer Differenz 4i zwischen der Bewegung des »Eingangs« (Betätigungsstößel l) und des »Ausgangs« (Hilfskolben 8), erhält der Hilfskolben 8 eine Geschwindigkeit VJ, die im wesentlichen dem Wert dl proportional ist. Man kann schreiben: V1 J B1 - d" wobei Bi praktisch konstant ist, zumindestens solange 1, genügend kleine Werte behält. B, ist eine Funktion vom Durchmesser der Kugeln 3 oder 16, vom Winkel an der Spitze des Konus 2, der die Kugeln anhebt, und von der Differenz der Hilfskolbenflächen 6 und 7.In order to obtain optimal stability of the servo control device, it has been found to be useful if the following conditions are taken into account: With a control movement dl, ie a difference 4i between the movement of the "input" (actuating tappet 1) and the "output" (auxiliary piston 8 ), the auxiliary piston 8 receives a speed VJ which is essentially proportional to the value dl. One can write: V1 J B1 - d "where Bi is practically constant, at least as long as 1, keeps sufficiently small values. B, is a function of the diameter of the balls 3 or 16, of the angle at the tip of the cone 2, which the balls raises, and of the difference between the auxiliary piston surfaces 6 and 7.

Die gleiche Überlegung kann man anstellen, wenn man das Vorhandensein des Betätigungsstößels 1 außer Acht läßt und annimmt, die Steuereinrichtung bestünde nur aus dem Zylinder 15, einem Betätigungsstößel an Stelle des Hilfskolbens 8 und dem Hauptkolben 9. Für die Geschwindigkeit des Hauptkolbens 9 bei einer Steuerbewegung 42 ergibt sich ein Wert V2, der mit 42 in folgender Beziehung steht: V2 = B.2 . J2.The same consideration can be made when considering the presence of the actuating plunger 1 disregards and assumes that the control device would exist only from the cylinder 15, an actuating tappet in place of the auxiliary piston 8 and the main piston 9. For the speed of the main piston 9 during a control movement 42 results in a value V2 which has the following relationship with 42: V2 = B.2. J2.

Für B2 gilt das gleiche wie für Bi, natürlich hier bezogen auf die Kugeln 10 oder 20, den Konus am Hilfskolben 8 und die Hauptkolbenflächen 13 und 14.The same applies to B2 as to Bi, of course in relation to the Balls 10 or 20, the cone on the auxiliary piston 8 and the main piston surfaces 13 and 14th

Unter Beachtung der obigen Beziehungen hat sich als für die Stabilität des Systems besonders vorteilhaft ein Verhältnis zwischen Bi und B2 von Bi @ 4B2 ergeben, d. h., am Anfang und Ende von Bewegungen soll das Verhältnis zwischen augenblicklicher Geschwindigkeit V der Stößel und der zur Erreichung dieser Geschwindigkeit notwendigen Verschiebung A beim Hilfskolben mindestens viermal so groß als beim Hauptkolben sein.Observing the above relationships has proven to be essential for stability of the system, a ratio between Bi and B2 of Bi @ 4B2 is particularly advantageous result, d. i.e., at the beginning and end of movements, the relationship between instantaneous Speed V of the ram and that necessary to achieve this speed Displacement A for the auxiliary piston at least four times as great as for the main piston be.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Hydraulic servo control device with cylinders and a control piston and a actuating spindle for controlling valves located in the control piston, which are designed as ball valves in which a smaller ball serves as the plunger, characterized in that each ball valve serving to shut off a channel is in several parallel ball valves (20; 21 a, 21 b, 21 c, 21 d) is divided, in which the diameter of both the locking pieces and the balls serving as plungers are evenly graduated from a smallest to a largest value, so that the individual valves connected in parallel open one after the other in the order of the increasing ball diameter according to the increase in the actuation stroke.

2. Hydraulic servo control device according to claim 1, characterized in that between the actuating spindle (1) and the main control piston (9) in a recess serving as a cylinder in the Main control piston sliding auxiliary control piston (8) is arranged, which also Contains ball valves (3, 16) which are moved by the actuating spindle (1), while the auxiliary control piston (8) moves the ball valves of the main control piston (9).

3. Hydraulic servo control device according to claim 1 and 2, characterized in that that the diameter of the balls of the auxiliary control device is less than about 1 mm is.

4. Hydraulic servo control device according to claim 1 to 3, characterized in that that the effective area of the auxiliary control piston (8) does not have a size of about 0.5 cm2 exceeds.

5. Hydraulic servo control device according to claim 1 to 4, characterized characterized in that the oil supply to the one annular gap between the main control piston (9) and the auxiliary control piston (8) forming chamber (5) of the cylinder of the auxiliary control piston (8) through a through the main control piston (9) and into the chamber (5) opening bore and the oil drainage through a bore in the auxiliary control piston (8) it is ensured that the chamber (4) of the cylinder for the auxiliary control piston (8) connects to the oil return line (19) via the ball valves (20).

6. Hydraulic Servo control device according to Claims 1 to 5, characterized in that a calibrated Bore (17) in the main control piston (9) its larger piston surface (13) with the chamber (4) connects inside the main control piston (9) in which the larger area is (6) of the auxiliary control piston (8).

7. Hydraulic servo control device according to claim 1 to 6, characterized in that the dimensions and design the ball diameter, the angle of the actuating cone and the ratio of each effective piston areas in both cylinders are coordinated so that the ratio between the speed of the auxiliary control piston (8) and the stroke of the ram (1) that triggers this speed, at least four times as large is like the ratio between the speed of the main control piston (9) and the stroke of the auxiliary control piston acting as a tappet for the main control piston (9) (8), which triggers the speed of the main control piston (9). In References considered: French Patent Specification No. 1003 822; U.S. Patents No. 1558 064, 2 574 335.