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Vorrichtung zum Stabilisieren von Luft-und Wasserfahrzeugen.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Stabilisieren von Luft-und Wasserfahrzeugen, die auch bei der Fahrt in gekrümmter Bahn die selbsttätige Einstellung des Fahrzeuges in die hierfür geeignete Stellung herbeiführt und im Bedarfsfalle auch die willkürliche Höhensteuerung ermöglicht.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass das drehbare, verwindbare oder sonstwie stellbare Steuerorgan beim Neigen des Luftfahrzeuges rasch in eine die Rückbewegung des Fahr- zeuges gegen seine Normal-oder Horizontallage hin bewirkende Stellung gebracht und bei der Rückbewegung Fahrzeuges gegen die Normalstellung hin verhältnismässig langsam zurück- bewegt, nach Überschreitung der letzteren jedoch wieder rasch in eine entgegengesetzte Stellung gebracht wird, um das Fahrzeug wieder gegen die Normalstellung hin zu bewegen, wobei dieses
Spiel sich während der so immer kleiner werdenden Schwingung des Fahrzeuges wiederholt, bis letzteres in der Normalstellung zur Ruhe gelangt ist. Hierbei ist die Stellung des Steuerorgans unabhängig von der Pendel-oder Fahrzeugstellung.
Die Betätigung des genannten Steuerorgans kann auf pneumatischem, hydraulischem, elektrischem oder mechanischem Wege mittels eines allseitig beweglich aufgehängten Pendels oder einer gleichwertigen Einrichtung erfolgen, wobei zwischen dem Pendel und der unmittelbar auf das Steuerorgan wirkenden Stellvorrichtung, ein vom Pendel beeinflusstes Verteilsystem vorgesehen ist, das die für die richtige Bewegung und Lage des Steuerorgans notwendigen Einstellungen veranlasst.
Das Pendel oder eine ihm gleichwertige Vorrichtung wird bei der Bogenfahrt durch die Fliehkraftwirkung so verstellt, dass die hierdurch beeinflusste Stellvorrichtung das Steuerorgan in die entsprechende Schrägeinstellung des Flugzeuges bewirkende Stellung bringt. Auch kann die Aufhäng-oder Stützvorrichtung im Bedarfsfalle gegen das Flugfahrzeug bzw. gegen das Pendel o. dgl. willkürlich so verstellt werden, dass hierdurch die Höhensteuerung erzielt wird.
Weiters bezieht sich die Erfindung auf besondere Ausführungsformen der Stabilisiervorrichung.
In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht.
Die Fig. i und 2 zeigen eine mittels eines Pendels wirksame Stabilisiervorrichtung im senkrechten und horizontalen Schnitt. Die Fig. g bis 7 zeigen schematisch verschiedene Stellungen, die der Pendelträger (Fahrzeug) und das Steuerorgan bei den verschiedenen Stabilisierungsstufen einnehmen. Die Fig. 31 bis i zeigen zugehörige Funktionsstellungeh der etwa für den Betrieb mit Druckluft geeigneten Verteilvorrichtungen, während die Fig. 3'bis 51 den Fig. 31 bis 51 zugehörige Funktionsstellungen der Vorrichtung zum zeitweiligen Festlegen bzw. Aus- schalten der auf das Steuerorgan (Fläche, Ruder usw. ) wirkenden Stellvorrichtung. Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform dieser Stellvorrichtung in Ansicht.
Die Fig. 9 und 10 zeigen beispielsweise Einrichtungen zum Ersatz des Pendels in senkrechtem Schnitte.
Bei der dargestellten Ausführungsform wirkt die Stabilisiervorrichtung mittels eines Pendels 1, das durch ein Universalkreuz-, Kardangelenk 2 o. dgl. allseitig beweglich auf einem Traggerippe 3 aufgehängt ist, das zweckmässig um eine Querachse mittels Zapfen 4 in geeigneten Lagern 5 drehbar ist, um durch willkürliche Verdrehung des Traggerippes 3 die relative Stellung des letzteren zum Pendel 1 ändern zu können.
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Letzteres dringt durch zwei senkrecht zueinander angeordnete geradlinige Führungsschleifen 6 und 7, in welchen ein gemeinsames Doppelgleitstück 8 verschiebbar ist. Letzteres enthält vorteilhaft ein allseitig drehbares Kugelgelenk 9, durch welches die Pendelstange mit möglichst geringer Reibung dringt.
Jede der beiden Führungsschleifen C und 7 dient zur Betätigung einer zugehörigen Verteilvorrichtung 10 bzw. 11 für ein Treibmittel, etwa Druckluft. Die beiden Verteilvorrichtungen, von denen die eine die Steuerung in der Vertikalquerebene, die andere der Steuerung in der
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drehbaren, verwindbaren oder anders beweglichen Steuerorgane (Schwanzsteuer, verwindbare Flächen, Ruder usw.) untereinander gleich. Es ist daher nur notwendig, eines der beiden Systeme zu beschreiben.
An der Führungsschleife 6 ist eine zu ihr senkrecht stehende, am Traggerippe 3 geführte Stange 12 befestigt, die bei dem für die Stabilisierung in der Querrichtung bestimmten System
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falls regelbarer Reibung verschiebbares Gleitstück 14 aufgesetzt hat. Letzteres ist durch einen Arm 15 mit dem inneren Rohrschieber 16 der zugehörigen Verteilvorrichtung 10 (11) fest verbunden. Der Rohrschieber 16 ist an beiden Enden offen und besitzt zwei Ringausnehmungen 17, 18 sowie eine Wandöffnung 19, durch die die Ausströmung des Druckmittels (Druckluft) erfolgt.
Auf diesem inneren Verteil-und Ausströmschieber ist ein im Gehäuse der Verteilvorrichtung verschiebbar gelagerter Drosselschieber 20 aufgeschoben, mit zwei weiteren Wandöffnungen 21, 22 und zwei engeren Wandöffnungen 23, 24.
Das Gehäuse 10 (bzw. 11) der Verteilvorrichtung hat einen Drucklufteinströmkasten mit zwei Kanälen 25 und 26, die mit einem Drucklufteintrittsrohr 1 verbunden sind, sowie zwei gesonderte Rohrstutzen 27 und 28, die mit den zugehörigen Rohren II und III verbunden sind.
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ist und mittels eines Stiftes oder einer Gleitrolle 32 in einen nach Art einer Kurvennut wirksamen Schlitz der Stange 12 eingreift. Der Schlitz besteht aus zwei geradlinigen, durch eine
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der Bewegungsrichtung der Stange nach der einen oder anderen Richtung geschwenkt und hierdurch der Drosselschieber 20 in das Gehäuse 10 (11) hinein-oder aus ihm herausbewegt.
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deren Kolben mittels der Stangen 37 und 38 auf das genannte Steuerorgan wirken.
Die einen (linken) Kolbenseiten beider Zylinder sind mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Öl oder Glyzerin, gefüllt und miteinander durch ein Rohr IV verbunden, während die anderen (rechten) Kolbenseiten der Zylinder durch Rohre V und VI mit den Druckluftleitungen II und III verbunden
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dem einen oder anderen Zylinder zugeführt wird, wird das Steuerorgan nach der einen oder anderen Richtung verstellt. Hierbei bewegen sich die Kolben stets nach entgegengesetzter Richtung und die Flüssigkeit wird aus dem einen in den anderen Zylinder gedrückt.
Um die auf das Steuerorgan wirkenden Kolben bei der Normalstellung des Fahrzeuges selbsttätig festzulegen und fallweise auch die Lufträume beider Zylinder miteinander verbinden zu können, d. h. die Stabilisiervorrichtung unwirksam zu machen, ist folgende Vorrichtung
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111 (V, VI) und IV versehen ist, sind zwei Kolben 40 und J1 hintereinander angeordnet. Der Kolben 41 hat einen Querkanal 42 und einen zweiten Querkanal 43, der zwei durch eine Feder o. dgl. auseinander gedrückte kugelförmige oder anders gestaltete Abschlussventile 44 und 45 für die Rohre 11 und 111 enthält und mit einem am Innenende des Kolbens ausmündenden Längskanal 46 versehen ist.
Der zweite Kolben 40 hat nur einen einzigen Querkanal 47 zur Verbindung
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ist, den Kolben 40 einwärts zu bewegen und die Leitung IV abzusperrren.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende :
Sobald sich das Luftfahrzeug und mit ihm das Traggerippe 3 (Fig. 3) neigt, wird, je nachdem die Neigung in der Quer-oder Längsrichtung erfolgt, die eine oder andere Verteilvorrichtung 10 oder 11, oder es werden, falls die Neigung nach einer schrägen Richtung erfolgt, beide Verteilvorrichtungen betätigt.
Es sei vorerst eine Neigung nur in der Quer-oder Längsebene angenommen, wobei in den Fig. 3 bis 7 das zur Stabilisierung dienende Steuerorgan 50 schematisch an dem hier das ganze Fahrzeug darstellenden Traggerippe 3 angeschlossen und als drehbare Fläche oder Ruder ge-
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zeichnet ist. Das Pendel 1 hat die Stange 12 ganz auswärts verstellt. Letztere nimmt bei ihrer Auswärtsbewegung (Pfeilrichtung. Fig. i) zuerst das auf ihr mit Reibung sitzende Gleitstück : 14 und dieses den inneren Verteilschieber 16 solange mit, bis letzterer bzw. das Gleitstück 14 durch eine geeignete Begrenzung 13 am Weitergehen gehindert wird, worauf die Stange 12 allein weiter auswärts gehen kann.
Durch diese Einstellung des Innenschiebers 16 in die äussere Einstellung (Fig. ) wird die von einer geeigneten Druckluftquelle kommende Druckluft aus dem Rohr I durch den (linken) Gehäusekanal 25, die weite Öffnung 21 des in seiner Stellung gebliebenen Drosselschiebers 20, den Ringkanal 17, Stutzen 27, Leitung 11 und Rohr V in den (oberen) Zylinder 35 geleitet und dessen Kolben mit Kolbenstange 37 einwärts bewegt. Hierdurch wird unter Vermittlung der Flüssigkeit in beiden Zylindern der Kolben samt Kolbenstange 38 des anderen (unteren) Zylinders 36 auswärts bewegt. Hierbei wird die Druckluft aus letzterem durch Rohr VI, Rohr III, Stutzen 28, Öffnung 19 ins Freie ausgetrieben.
Durch den vollen, nicht gedrosselten Druckluftstrom wird das Steuerorgan rasch in die Stellung 501 (Fig. 3) gebracht, in der es das Bestreben hat, das Flugzeug wieder gegen die Normalstellung hin zu bewegen.
Bei der nun folgenden Einwärtsverstellung der Stange 12 läuft diese mit ihrem geradlinigen Nutteil 331 auf dem Stift 32, so dass der Drosselschieber 20 in seiner Stellung (Fig. 31) verbleibt.
Gleich zu Beginn der durch das verstellte Steuerorgan 501 bewirkten Rückbewegung des Fahrzeuges, des Pendels 1 und der Stange 12 wird bei der Einwärtsbewegung der letzteren das Gleitstück 14 sofort wieder einwärts mitgenommen, wodurch der Innen- oder Verteil schieber 16 in das Gehäuse hinein-bzw. in die Stellung (Fig. 41) bewegt wird. Hierdurch wird Druckluft aus dem Rohr 1 durch die enge Bohrung 24, den Ringkanal 18 in den Stutzen 28 und in das Rohr III geleitet, so dass die durch Rohr VI. in den (unteren) Zylinder 36 in gedrosseltein Strom eintretende Druckluft die langsame Rückbewegung des Steuerorgans bewirkt.
In dem Augenblick, als das Fahrzeug in der horizontalen oder Normalstellung (Fig. 5) anlangt, wird der Stift 32 des Hebels 30 (Fig. i) in die Mitte der Kröpfung 34 treten, wodurch der Drosselschieber 20 auswärts in eine Mittelstellung seines ganzen Hubes gebracht wird (Fig. 51).
Es werden daher alle Kanäle 21, 22,23 und 24 des Drosselschiebers geschlossen, so dass keine Druckluft den Zylindern 35 und 36 zugeführt und das Steuerorgan für diesen Augenblick in einer Zwischenstellung 503 (Fig. 5) festgehalten wird. Gleichzeitig werden, wie später beschrieben
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des Fahrzeuges, gegen letzteres zurückbleiben (volle Linien in Fig. 5) oder voreilen (gestrichelte Linie in Fig. 5). Zufolge des Beharrungsvermögens geht das Fahrzeug über die Normalstellung hinaus. Hierdurch wird zunächst der Stift 32 des Hebels 30 vollends aus der Kröpfung 34 in den äusseren geradlinigen Teil 332 des Stangenschlitzes gebracht, so dass der Hebel 30 den Drossel-
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Verteilschieber 16 ins Freie aus.
Das Steuerorgan wird somit wieder rasch aus der Zwischenstellung 503 in die untere oder entgegengesetzte Stellung 504 (Fig. 6) gebracht, so dass das Fahrzeug nunmehr zur entgegengesetzt gerichteten Schwingung veranlasst wird.
Gleich zu Beginn der Rückbewegung nimmt die zurück-, d. h. wieder auswärtsgehende Stange 12 das Gleitstück 14 wieder mit, so dass der innere Verteilschieber 16 aus dem Gehäuse auswärts gezogen wird (Fig. ). Hierdurch wird Druckluft wieder in gedrosseltem Strom vom Rohr I, 25,23, 17, 27, II und V in den oberen Zylinder 35 gedrückt und aus dem unteren Zylinder 36 durch 111, 28, 19 des Innenschiebers 16 ausgetrieben.
Das Steuerorgan bewegt sich aus der Stellung 50'langsam in eine Zwischenstellung 5 (} i (Fig. 7), die wie früher bezüglich der Stellung des Fahrzeuges eine Verzögerungs-oder VoreilstelIung sein kann, je nach der Geschwindigkeit der Fahrzeugbewegung oder je nach der ändern des Schwerpunktes des Fahrzeuges.
Das Spiel wiederholt sich nun allenfalls mehrmals solange, bis das Fahrzeug in der Normalstellung zur Ruhe kommt, wobei selbstverständlich die Schwingungen des Fahrzeuges immer schwächer werden. In der beschriebenen Weise können beide Einr chtungen, die eine für die Längs-, die andere für die Querstabilisierung gleichzeitig wirken.
Wie bereits erwähnt, werden die beiden Kolben der Zylinder 35,36 bei der Normalstellung des Fahrzeuges bzw. Pendels festgestellt.
Sobald nämlich die Druckluft durch 11 (V) (Fig. 32) in den Querkanal 43 des Kolbens 41 tritt, wird das Ventil 44 geöffnet und das Ventil 45 geschlossen und es strömt die Druckluft auch in den Kanal 46, so dass der zweite Kolben 40 entgegen der Wirkung der Feder 48 auswärts (in Fig. 32 nach rechts) verstellt und somit die Flüssigkeitsleitung JV geöffnet wird. Bei der Umstellung des Drosselschiebers 20 in die Stellung (Fig. 41) wird umgekehrt das untere Ventil 45
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geöffnet und das obere Ventil 44 geschlossen, wobei der Kolben 40 wieder wie früher in der Offenstellung gehalten wird.
Bei der Xormalstellung des Fahrzeuges (Fig. 5) wird zufolge Abschlusses der Leitung I kein Druck im Querkanal 43 herrschen, so dass beide Ventile 44 und 45 sich schliessen und der Kolben-. ? durch die Feder 48 einwärts bewegt wird, wodurch er die Leitung IV schliesst. Da hierdurch die Verbindung zwischen den Flüssigkeitsräumen beider Kolben abgeschlossen ist, so sind die letzteren festgestellt. Bei den weiteren Stabilisierungsstufen wiederholen sich diese Vorgänge.
D er Kolben 40 kann im Bedarfsfalle auch von Hand aus etwa mittels eines Hebels 51 einwärts verstellt werden (Fig. 8), wodurch die Druckmittelzuleitung I abgeschlossen und die beiden Leitungen Il (V) und III (VI) bzw. die beiden Lufträume der Zylinder 35, 36 miteinander in Verbindung gesetzt werden. Hierdurch wird die Stellvorrichtung unwirksam gemacht, so dass das Steuerorgan in seiner Stellung verbleibt.
Falls es erforderlich ist, bei der Normalstellung des Fahrzeuges das Steuerorgan willkürlich
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bewegung des Fahrzeuges herbeizuführen, so wird das Traggerippe 3 samt der Verteilvorrichtung um die Zapfen 4, etwa mittels einer Kette, die über ein auf dem einen Zapfen 4 sitzendes Kettenrad 51 (Fig. I, 2) führt, nach der einen oder anderen Seite geschwenkt. Hierdurch werden die oben beschriebenen Vorgänge zufolge Verschiebung der Stange 12 herbeigeführt. Im vorliegenden Falle wird durch Verschwenkung des Traggerippes 3 das zur Höhensteuerung in der Längsebene des Fahrzeuges dienende Steuerorgan verstellt. Auch kann das Pendel. in seiner Mittel-oder in einer anderen Stellung mittels irgendeiner bekannten Einrichtung festgestellt werden.
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in irgendeiner bekannten Weise gedrosselt werden.
Die Führungsschleifen 6 und 7 können auch um den Mittelpunkt der Pendelschwingung gekrümmt sein und die Übertragung kann durch Getriebe, Schnurzüge o. dgl. erfolgen.
Wenngleich die Verteilvorrichtung die Stellvorrichtung für das Steuerorgan beeinflusst, so ist die Stellung des letzteren unabhängig von der Pendel-oder Fahrzeugstellung, d. h. das Steuerorgan ist im allgemeinen von der jeweiligen Stellung des Pendels oder Fahrzeuges unabhängig. Ferner kann die Betätigung der Stellvorrichtung für das Steuerorgan auch auf hydraulischem, elektrischem oder mechanischem Wege bewirkt werden. Bei der Betätigung auf hydraulischem Wege wird die Einrichtung der vorbeschriebenen ähnlich sein. Bei der elektrischen
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Kraftquelle aus auf mechanischem Weg auf die Stellvorrichtung für das Steuerorgan zu übertragen.
In den Fig. 9 und 10 sind beispielsweise zwei Ersatzeinrichtungen für das Pendel veranschaulicht.
Bei der Anordnung nach Fig. 9 ist in einem geeignet geformten Flüssigkeitsbehälter 52
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bundenen Behälter 52 zur Betätigung der Verteilvorrichtung für Druckluft, Flüssigkeit, Elektrizität oder mechanische Kraft benutzt wird.
Bei der Anordnung (Fig. 10) sind in mit Flüssigkeitsleitungen54, 55 verbundenen Zylindern 56 und 57 Kolben 58 und 59 vorgesehen, die durch ein Zwischenstück 60 starr verbunden sind.
Durch die Neigung des Fahrzeuges nach der einen oder anderen Seite wird Flüssigkeit entweder durch Rohr 54 zuströmen und durch Rohr 55 abströmen oder umgekehrt, wodurch das Zwischenstück 60 in irgendeiner geeigneten Weise die Verteilvorrichtung beeinflusst.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Vorrichtung zum Stabilisieren von Luft-und Wasserfahrzeugen, bei der ein die Schwankungen des Fahrzeuges nicht mitmachender, pendelartig wirkender Teil die zur Verstellung der Steuerflächen erforderliche, irgendeiner Kraftquelle entstammende Kraft derartig steuert,
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zeuges gegen seine Normal-oder Horizontallage hin bewirkende Stellung gebracht und bei der Rückbewegung des Fahrzeuges gegen die Normalstellung hin verhältnismässig langsam zurückbewegt, nach Überschreitung der letzteren jedoch wieder rasch in eine entgegengesetzte Stellung gebracht werden, um das Fahrzeug wieder gegen die Normalstellung hin zu bewegen, wobei dieses Spiel sich während der so immer kleiner werdenden Schwingung des Fahrzeuges wieder-
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