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Thema: Neuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden Zylinder

  1. #21
    hercules ist offline Neuer Benutzer
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    Zitat Zitat von weißnix_ Beitrag anzeigen
    Die Kräfte heben sich in jeder Stellung auf, wenn sich die Kolbenstange nicht bewegt.
    Stimmt.

    In einem Pneumatiksystem hast Du komprimierbare Luft - Deshalb kannst Du mit einer Kraft X den Kolben verschieben mit einem Ventil Mittelstellung gesperrt.
    Dabei komprimierst Du auf der einen Seite etwas stärker und reduzierst auf der anderen Kolbenseite etwas die Komprimierung.
    Dabei heben sich die Kräfte im Zylinder + die manuell aufgebrachte Kraft wieder auf.
    Das leuchtet ein. Das passt auch sehr zu dem Beobachtungen hier.

    Das finktioniert im Hydrauliksystem so nicht - weil Flüssigkeiten unter den üblichen Bedingungen nicht komprimierbar sind.
    Zur Positionsregelung: Ja, das kann aufwändig werden. Im gegensatz zum Hydrauliksystem funktioniert das aber auf keinen Fall ohne Positionsrückmeldung.
    Jetzt hat es klick gemacht.
    Es ist also tatsächlich nur die Kraft-Differenz, die man manuell hinzugefügt durch schieben.

    Bleibt Dir also nur die Luftfeder - die kannst Du dann IMHO aber auch gleich durch eine normale Stahlfeder ersetzen.
    Die würde nicht ausreichen, da sie ja nur eine fixe Federkraft und die oft linear.

    Ich benötige aber variable Kräfte, da diese sich durch zB Fluggescheinfigkeit stark ändert.

    Aber das ist ja kein Problem, da ich ja ein Proportionalventil im Einsatz habe, welches den Druck stufenlos einstellbar ist durch eine Steuerspannung.

    Was passiert eigentlich bei Hydraulik, wenn ich einen Zylinder überlaste, also mit einer höheren Kraft belaste wie er halten kann?

    Bei der Pneumatik wird der entstehende Überdruck am Regler abgelassen.

    Bei Hydraulik geht das ja nicht so.
    Demnach müsste ja die Flüssigkeit zurück in den Tank...!?



    PS: Vielen Dank für die Blumen [/QUOTE]



    Beste Grüße
    Thomas

  2. #22
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    Besteht die Gefahr einer Überlastung sollte ein Überströmventil verbaut sein.
    Ansonsten bricht was. Entweder Zylinder oder Kolbenstange oder Schlauch.
    - Der frühe Wurm wird vom Vogel gefressen -

  3. #23
    hercules ist offline Neuer Benutzer
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    Das heißt, man kann einen Hydraulikzylinder nicht für Kraftsimulation verwenden.

    Ich danke euch für das erste.

    Super gute Infos. Das hilft mir schon mal weiter.


    Beste Grüße
    Thomas

  4. #24
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    Zitat Zitat von hercules Beitrag anzeigen
    Das heißt, man kann einen Hydraulikzylinder nicht für Kraftsimulation verwenden.
    Hab ich jetzt nen Filmriss? Warum nicht?
    - Der frühe Wurm wird vom Vogel gefressen -

  5. #25
    hercules ist offline Neuer Benutzer
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    Zitat Zitat von weißnix_ Beitrag anzeigen
    Hab ich jetzt nen Filmriss? Warum nicht?
    Hahahahaha.... Neuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden Zylinder

    Nein sicher nicht.

    Vielleicht ist dir nur nicht ganz klar geworden wie ich mir das gedacht habe.

    Zur Zeit verwende ich 2 Pneumatik Zylinder, die über ein Proportionalventil angesteuert werden. Der notwendige Druck wird vom Simulator per Gleichspannung an das Proportionalventil gereicht.

    Vor und hinter der Steuersäule ist je einer der Zylinder montiert. Voll ausgefahren und so dass jede Bewegung der Steuersäule gegen die Zylinderkraft arbeitet, also diesen ein drückt. Wie eine Kofferraum Gasfeder.

    Mit zunehmender Bewegung steigt ja dann der Druck hinterm Zylinder. Dieser wird nun vom Proportionalventil abgelassen.

    Und genau hier liegt der Hase im Pfeffer. Dieses gegen den Zylinder arbeiten und das Eindrücken des Kolben geht ja bei Hydraulik nicht, wie du mir eben gut erklärt hast.

    In echten Flugzeugen (Boeing) wird das natürlich mit Hydraulik gemacht.

    Das Ding nennt man Feel und Center Unit.

    Stell dir ein Stahl Profil in Herz Form vor, welches in der Mitte gelagert ist. Die Steuersäule ist direkt daran fest befestigt.

    Wenn die Steuersäule mittig steht, ist die Kerbe des Herz auf genau 3 Uhr.

    In diese Kerbe drückt nun ein Hydraulikzylinder mit variabler Kraft.
    Dieser ist starr montiert.

    Wenn Du nun an der Säule ziehst oder drückst, muss zwangsläufig der Zylinder aus der Mitte raus und am Profil hoch gleiten.
    Die notwendige Kraft um das Herz aus der Mitte zu drehen wird aber vom Zylinder gesteuert und der Anpressdruck nimmt ja mit jedem mm aus der Mitte zu.

    So wird die Steuerung immer in Neutral gehalten und man benötigt entsprechend Kraft um sie zu betätigen.

    Das Herz nennt man Cam.Und die Rolle am Kopf der Kolben Stange heisst Follower.

    Jetzt habe ich dich zu getextet... sorry. Aber jetzt weißt du, vereinfacht, wie eine Boeing "Servolenkung" funktioniert Neuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden ZylinderNeuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden Zylinder

    Beste Grüße
    Thomas

  6. #26
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    Hallo Hercules,
    nur so als kleiner Einwurf, wenn Du auf beiden Seiten des Zylinders Luft mit gleichem Druck gibst, mußt Du beachten, daß die Zylinderinnenfläche mit der Kolbenstange kleiner ist, als die Fläche ohne Kolbenstange. Demzufolge ist die Kraft von dieser Seite kleiner als auf der anderen Seite.
    p=F/A

    Gruß Frank

  7. #27
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    Warum im Flugzeug Hydraulik ist:

    Mit einem Hydrauliksystem lässt sich eine Bewegung /Kraft 1:1 von einem Steuerorgan auf ein Stellglied übertragen. Funktioniert fast so wie die hyd. Servolenkung im PKW. Die Rückstellkräfte sind im Frinip das Feedback des Stellgleids.

    Du willst aber kein reales Flugzeug nachbauen sondern das reale Verhalten möglichst genau simulieren. Die Gegenkraft der Steuerflächen des LFZ bewirken dabei die Rückstellkräfte des Steuerorgans. Um das zu simulieren ist eine pneumatische Auslenkung des Steuerorgans durchaus sinnvoll. Wir sind uns anscheinend nur über den erforderlichen Aufwand nicht ganz einig.

    Mit dem Verfahren 2 Zylinder ganz ausgefahren für Mittelstellung kannst Du selbstredend einen plötzlichen Abwind mit den entsprechenden Steuerflächenreaktionen nicht vollständig simulieren sondern lediglich den Gegendruck in einer Richtung reduzieren.
    Deshalb ja die Positionsregelung mit einem Zylinder in Mittelstellung. Das Sollwertsignal hast Du ja anscheinend schon anliegen.

    Das ganze ist von meiner Seite her natürlich nur eine theoretische Betrachtung. Ich habe nicht die Muße einer praktischen Testumsetzung.

    Was representiert denn Dein Sollwert? Die Lage des Steuerorgans oder die Sollkraft?
    Geändert von weißnix_ (18.01.2018 um 08:19 Uhr)
    - Der frühe Wurm wird vom Vogel gefressen -

  8. #28
    hercules ist offline Neuer Benutzer
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    Zitat Zitat von knarf Beitrag anzeigen
    Hallo Hercules,
    nur so als kleiner Einwurf, wenn Du auf beiden Seiten des Zylinders Luft mit gleichem Druck gibst, mußt Du beachten, daß die Zylinderinnenfläche mit der Kolbenstange kleiner ist, als die Fläche ohne Kolbenstange. Demzufolge ist die Kraft von dieser Seite kleiner als auf der anderen Seite.
    p=F/A

    Gruß Frank
    Hallo Frank

    das ist korrekt und war mir bewusst.
    Wobei bei einer Positionierung beide Kräfte trotzdem gleich sind, nur der Druck muss auf der Kolbenstangen-Seite größer sein, die Fläche kleiner ist.

    Denke ich zumindest Neuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden Zylinder

    Beste Grüße
    Thomas

  9. #29
    hercules ist offline Neuer Benutzer
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    Zitat Zitat von weißnix_ Beitrag anzeigen
    Warum im Flugzeug Hydraulik ist:

    Mit einem Hydrauliksystem lässt sich eine Bewegung /Kraft 1:1 von einem Steuerorgan auf ein Stellglied übertragen. Funktioniert fast so wie die hyd. Servolenkung im PKW. Die Rückstellkräfte sind im Frinip das Feedback des Stellgleids.
    Jetzt wirds speziell Neuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden ZylinderNeuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden Zylinder

    Ja und nein, denn man muss unterscheiden zwischen einem konventionellen LFZ und einem mit Feel und Center Unit.

    Bei letzterem sind die Rückstellkräfte nur vom der Unit abhängig und dem anliegenden Hydraulik-Druck.

    Es gibt kein Feedback von den Steuerflächen selbst bei diesen Flugzeugen.
    Die Inputs werden, wie du richtig geschrieben hast, über die Hydraulik an die Steuerflächen weitergegeben.

    Nur "nicht" wie bei einer Servolenkung, die nur unterstützt, sondern vollständig autark über eine sog PTU (Powertransferunit).
    Ist im Prinzip ein Aktor.

    Da es keinen Weg zur von den Steuerflächen zu den Steuerhörnern
    gibt, werden auch Windboen nicht spürbar


    Wir sind uns anscheinend nur über den erforderlichen Aufwand nicht ganz einig.
    Der Aufwand ist vielleicht kleiner wie du dir im Moment vorstellst, denn müßte ich tatsächlich eine Steuerung eines konventionellen LFZ nachbauen, würde das übelst komplizierter, da dort tatsächlich direkter Kontakt zu den Ruderflächen besteht.

    Ich allerdings muss nur die ohnehin simulierten Kräfte realisieren, was durch die Kenntnis der genauen Kräfte grundsätzlich nicht schwer ist.

    Bei der Boeing 737 übernehmen die Autoschub und Autopilot tatsächlich die Eingaben wie von Geisterhand.
    Das bedeutet, dass sich alles so bewegt als würde man selbst steuern.

    Das heißt für die Steuerung, dass sich diese auch dreht und bewegt im AP Modus.

    Es wäre schön gewesen, wenn ich das mit den selben Zylindern hätte realisieren können, indem ich sie entsprechend ununterbrochen positioniere.

    Ansatzweise hatte ich das mit dem 5/3 Wegeventil schon hinbekommen.
    Natürlich ruckelig und nicht besonders smooth.

    Das ging aber nur, da die Zylinder in doppelt wirkenden Betrieb und mittig positioniert waren.
    Bei einem einfach wirkenden Zylinder geht das aber nicht, da die Rückstellkraft fehlt.

    Das ist so ziemlich die Situation.

    Wobei mir gerade aufgefallen ist, dass einfach wirkende Zylinder ja eine Feder zur Rückstellung haben.... Neuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden ZylinderNeuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden Zylinder

    Die müsste man doch eigentlich mit einem Proportionalventil auch positionieren können... grübel.

    [/quote]
    Mit dem Verfahren 2 Zylinder ganz ausgefahren für Mittelstellung kannst Du selbstredend einen plötzlichen Abwind mit den entsprechenden Steuerflächenreaktionen nicht vollständig simulieren sondern lediglich den Gegendruck in einer Richtung reduzieren.

    [/quote]

    Ja, aber das langt in Bezug auf Kraftsimulation auch schon.

    Deshalb ja die Positionsregelung mit einem Zylinder in Mittelstellung. Das Sollwertsignal hast Du ja anscheinend schon anliegen.

    Das ganze ist von meiner Seite her natürlich nur eine theoretische Betrachtung. Ich habe nicht die Muße einer praktischen Testumsetzung.

    Was representiert denn Dein Sollwert? Die Lage des Steuerorgans oder die Sollkraft?
    [/quote]

    Beides. Genau diese zwei Sollwerte werden nicht gleichzeitig benötigt.
    Im manuellen Steuer Mode ist es die Kraft die angepasst wird und im AP Modus wäre es die Position.

    Übrigens, in einem Airbus gibt's sowas überhaupt nicht.
    Die steuern ja per Sidestick der wie ein Joystick aussieht.

    Dieser hat weder Kräfte (von einem gewissen Federwiderstand abgesehen), noch Nachführung im AP Mode. Da gibt's nur noch elektronische Steuersignale die auch wieder Aktuatoren ansteuert.

    Ich bin schon begeistert, wie tief ich hier thematisch einsteigen kann, wenn man sich die im Grunde simple Anfangsfrage anschaut. Neuling in Pneumatik. Frage zu doppelt wirkenden Zylinder

    Übrigens würde ich die Feel Centering Unit auch nachbauen.
    Dazu have ich das CAM auch schon gefräst auf meiner CNC.
    Leider kann die max Alu fräsen und das ist schlicht nicht hart genug um den Druck des Zylinders auszuhalten.






    Beste Grüße
    Thomas

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