Elektrische Regeleinrichtung für eine Mehrzahl von Verstelluftschrauben Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Regeleinrichtung für eine Mehrzahl von Verstelluftschrauben, wobei jeder Luftschraube ein einstellbarer Drehzahlregler zugeordnet ist, der durch Änderung der Luftschraubensteigung die Luftschraubendrehzahl im wesentlichen konstant zu halten erlaubt, und jedem Regler ein Generator beigeordnet ist, der ein die Luftschraubendrehzahl und Luftschraubenphase anzeigendes Signal erzeugt.
Mit Hilfe der Erfindung kann eine Synchroni sierung der Drehzahlen und der Phasen einer Haupt- oder unabhängigen Luftschraube und der übrigen abhängigen Luftschrauben erreicht werden.
Die erfindungsgemässe Regeleinrichtung ist ge kennzeichnet durch je eine Vergleichseinrichtung für die Drehzahlsignale einer Hauptluftschraube und jeder der von dieser abhängigen Luftschrauben, welche Vergleichseinrichtungen je ein der Drehzahl differenz zwischen Haupt- und abhängigen Luft schrauben proportionales Fehlersignal bewirken sowie je ein Phasenfehlersignal, das dem Stellungs unterschied zwischen der Haupt- und jeder der ab hängigen Luftschrauben proportional ist, und eine Auswähleinrichtung, mit der das eine und/oder an dere Fehlersignal zur selbsttätigen Regelung aus gewählt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird an hand der Zeichnung im folgenden im einzelnen er läutert.
Fig. 1 ist ein Schema eines Teiles der Regel einrichtung für eine Mehrzahl von Verstelluft- schrauben.
Fig. 2 ein weiteres Schema.
Fig. 3 ein Schema des elektronischen Teils der Regeleinrichtung, und, Fig. 4 eine zusammengesetzte schematische Darstellung eines Teiles der Einrichtung.
Ein mehrmotoriges Flugzeug ist mit vier Ver- stelluftschrauben 10, 11, 12 und 13 versehen. Gleiche Teile der Luftschrauben 10, 11, 12 und 13 sind durch gleiche Bezugszahlen mit angehängten Strichen bezeichnet. Die Luftschraube 10 besitzt nach Fig. 1 eine Nabenhaube 15, welche mit Öff nungen versehen ist, durch die je eines von vier Luftschraubenblättern 16 herausragt.
Die Blätter sind um ihre Längsachsen auf verschiedene Steigun gen einstellbar, wobei der Bereich der Steigungen die volle Bremsstellung und die volle Segelstellung ein- schliessen. Die Luftschraube 10 wird um ihre hori zontale Achse durch eine Welle 17 gedreht, die von einem geeigneten Antriebsmotor, beispielsweise einer Gasturbine (nicht dargestellt), angetrieben wird. Die Nabenhaube 15 umschliesst eine nicht darge stellte Nabe, an deren hinterem Ende eine Regler gruppe (nur teilweise dargestellt) angebracht ist.
Es sind mit der Schraube 10 drehbare Regler teile, sowie feststehende Reglerteile mit Kupplungen, die die Bewegung von den feststehenden auf die beweglichen Teile der Regeleinrichtung übertragen, vorhanden. Ein Steuerhebel 151 (Fig. 4) ist von einem Gleichstrom-Blattverstellmotor 18 beeinflusst. Der Betätigungsmotor 18 wird dazu verwendet, die Drehzahl für die Schraube 10 durch ein hydraulisches Regelventil 150 für konstante Drehzahl, das zu den rotierenden Teilen des, Reglers gehört, einzustellen.
Der Betätigungsmotor 18 (Fig. 4) ist treibend mit einem ringförmigen Zahnrad 159 verbunden, das seinerseits ein Rätzel 160 antreibt, welches auf dem Ende einer Welle 161 sitzt, die auf ihrem an deren Ende ein Verstellgewinde mit grosser Steigung trägt, das in einem Gegengewinde in einem Steuer ring 162 läuft. An dem Steuerring 162 liegt ein Steuerschuh 163 an, der an einem Ende eines Nockenhebels 164 sitzt, der zu den umlaufenden Teilen des Reglers gehört.
Die Nockenfläche des Hebels 164 liegt an einer Rolle 165 an, die an einer oberen Lagerung für eine Feder 153 sitzt, deren untere Lagerung in der Mitte des Hebels 151 ange bracht ist, dessen eines Ende an einem umlaufenden Teil 152 drehbar gelagert ist. Das Ventil 150 ist mit dem anderen Ende des Hebels 151 verbunden, der Fliehkraft ausgesetzt und mit zwei scheiben förmigen Ansätzen versehen,
welche die Verbindung zweier Öffnungen 155 und 156 mit einer Zuführ- leitung 154 für ein Druckmedium oder mit dem Auslass regeln. Die Öffnungen 156 bezw. 155 sind durch je einen Kanal 157 bezw. 158 an die Ver steileinrichtung für die Luftschraubensteigung (nicht dargestellt) angeschlossen, um diese zu vergrössern bezw. zu verkleinern.
Die Luftschraubenwelle 17 ist mit einem Zahn rad 19 versehen, das mit einem Zahnrad 20 kämmt. Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahn rädern 19 und 20 beträgt 4:1, das Zahnrad 20 dreht sich somit bei einer Umdrehung des Zahnrades 19 viermal. Das Zahnrad 20 ist an einer Welle 21 befestigt, die an dem Rotor eines zweipoligen 3- Phasen-Tachometergenerators 22 angebracht, ist.
Der 3-Phasen-Wechselstrom, der von dem Tacho metergenerator erzeugt wird, wird auf die Wick lungen eines Stators 23 eines Differentialmotors 24 gegeben. Bei den vier Luftschrauben sind nur drei Differentialmotore vorgesehen; einer der Motore trägt die Bezeichnung 24', 24", da dieser Motor elektrisch mit dem einen oder anderen der beiden Luftschraubengeneratoren 22', 22" verbunden wer den kann. Jeder Differentialmotor besitzt einen Rotor 25 mit Wicklungen.
Es kann entweder die Luftschraube 11 oder 12 als Haupt-Luftschraube gewählt werden, während die übrigen Luftschrauben bei entsprechender Hand schaltung von dieser abhängig sind. Die Ausgänge der Tachometergeneratoren 22' und 22" sind näm lich mit Schaltern 26 bezw. 27 verbunden.
Die Schalter 26 und 27 sind miteinander gekuppelt, sind dreipolig und besitzen drei Schaltstellungen I, 1I, III. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Schalter 26 und 27 in der Lage I, in welcher die Luftschraube 11 als Hauptluftschraube wirkt und die Luft schrauben 10, 12 und 13 als von dieser abhängige Luftschrauben gewählt sind. Die Ausgangsleistung des Tachometergenerators 22' wird auf die Leitungen 28, 29 und 30 gegeben, die mit den Wicklungen der Rotoren 25, 25'/25", sowie 25"' der drei Diffe- rentialmotoren 24, 24'/24", sowie 24"' verbunden sind.
Der Tachometergenerator 22" ist mit der Statorwicklung 23'/23" des Motors 24'/24.' ver bunden. Die Schalter 26 und 27 bewirken in Stellung 1I, dass beide Generatoren 22' und 22" vom Motor 24'/24" elektrisch getrennt sind. Weiterhin können die Schalter 26 und 27 so gestellt werden (11I), dass die Luftschraube 12 als Hauptluftschraube wirkt und die Luftschrauben 10, 11 und 13 als von dieser abhängige Luftschrauben verwendet werden.
In diesem Falle ist der Ausgang des Tachometergene- rators 22" mit den Leitungen 28, 29 und 30 und mit den Rotorwicklungen 25, 25'/25" sowie 25"' der Differentialmotoren 24, 24'/24" sowie 24"' ver bunden. Der Generator 22' ist mit der Statorwick- lung 23'/23" des Motors 24'/24" verbunden.
Der Rotor 25 des elektrischen Differentialmotors 24 ist durch eine Welle 31 mit einer Bürste 43 (Fig. 4) für einen Kollektor 32 mit ungerader Seg- mentzahl, mit zwei Bürsten 61 und 64 für einen Kommutator 33 mit gerader Segmentzahl und mit einer Wicklung 34 eines Differentialpotentiometers 35 verbunden. Der Kommutator 32 besitzt drei Seg mente 36, 37 und 38 und der Kommutator 33 vier Segmente 39, 40, 41 und 42.
Für die Luftschrauben 11 und 12 sind gemeinsam ein Kommutator 32'/32" mit drei Segmenten und ein Kommutator 33'/33" mit vier Segmenten vorgesehen.
Die von dem Differentialmotor 24 angetriebene Bürste 43 ist durch eine Schleifringvorrichtung mit der einen Seite eines Kondensators 44 verbunden, dessen andere Seite geerdet ist. Wenn sich die vom Differentialmotor 24 angetriebene Bürste 43 um den feststehenden Kommutator 32 herumdreht, be rührt sie bei einer Drehung entgegen dem Uhrzeiger sinn aufeinanderfolgend die Segmente 38, 37 und 36 und bei Drehung im Uhrzeigersinn die Segmente 38, 36 und 37.
Wenn die Drehzahl der abhängigen Luft schraube 10 geringer ist als die Drehzahl der Haupt luftschraube 11 oder 12, wird die an dem Kom- mutator 32 anliegende Bürste durch den Diffe rentialmotor entgegen dem Uhrzeigersinn ange trieben ; wenn jedoch die Drehzahl der abhängigen Luftschraube 10 grösser ist als die Drehzahl der Hauptluftschraube 11 oder 12, wird die am Kom- mutator 32 anliegende Bürste im Uhrzeigersinn ge dreht.
Die- Segmente 39 und 41 des Kollektors 33 sind untereinander und mit einer Leitung 137 sowie durch einen Ein-Aus -Schalter 60 zur Phasen synchronisierung mit dem einen Pol (Pfeil) einer 28-V-Gleichspannungsquelle verbunden, deren an derer Pol an Erde liegt. Der Schalter 60 ist mit zwei Schaltern 60'/60" und 60"' gekuppelt. Die Segmente 40 und 42 sind miteinander und mit Erde ver bunden. Die Bürste 61 ist mit einer Bürste eines ein permanentes Erregerfeld aufweisenden, umsteuer baren Gleichstrommotors 65 verbunden, dessen an dere Bürste mit der Bürste 64 verbunden ist und dessen Rotor einen Kontaktarm 66 trägt, der an der Wicklung 34 des Potentiometers 35 anliegt.
Die Kommutatorsegmente 36, 37 bezw. 38 (Fig. 2) sind mit je einer Leitung 45, 46 bezw. 47 verbunden. Die Leitung 47 ist mit einem Ein- Aus -Schalter 48 verbunden, der, wenn er ge schlossen ist, dem Kommutatorsegment 38 eine Gleichspannung von 28 V (Pfeil) zuführt. Der Schalter 48 ist mit entsprechenden Schaltern 48'/48" und 48"' gekuppelt.
Die Leitung 45 ist über ein nicht dargestelltes Leistungsverstärkerrelais mit ei nem Endlagenschalter 49 verbunden, der die Leitung 45 mit einer zur Drehzahlsteigerung der Luftschraube dienenden Wicklung 50 des umsteuerbaren Haupt schlussgleichstrommotors 18 verbinden kann.
Die Leitung 46 ist über ein nicht dargestelltes Leistungsverstärkerrelais mit einem Endlagenschalter 51 verbunden, der die Leitung 46 mit einer zur Drehzahlverminderung der Luftschraube dienenden Wicklung 52 des Motors 18 (umgekehrte Dreh richtung desselben) verbinden kann. Der Endlagen- schalter 49 wird automatisch durch einen nicht dar gestellten Nockenmechanismus geöffnet, wenn die maximale Synchronisierdrehzahl der Luftschraube 10, nämlich 1040 U/min., erreicht ist.
Der End- lagenschalter 51 wird geöffnet, wenn die minimale Synchronisierdrehzahl dieser Schraube, nämlich 1000 U/min., erreicht ist.
Der Betätigungsmotor 18 weist weiterhin zwei Endlagenschalter 53 und 54 zur Einstellung der Normaldrehzahl auf, die so betätigt werden, dass sie den Motor 18 so beeinflussen, dass das hydrau lische Regelventil auf die Nenndrehzahl von 1020 U/min. zurückgestellt wird, wenn ein Schalter 55 für die Normallage geschlossen ist, worauf sie den Motor 18 abschalten. Der Schalter 55 ist mit zwei Schaltern 55'/55" und 55"' gekuppelt und mit dem Schalter 48 mechanisch so verbunden, dass dann, wenn der Synchronisierschalter 48 geschlossen ist, der Schalter 55 für die Normallage offen ist und umgekehrt.
Der Betätigungsmotor 18 ist weiterhin mit einem Schalter 55a für den obersten Grenzwert der Schraubendrehzahl versehen, der dazu verwendet wird, die Wirksamkeit des Kraftstoffreglers der Tur bine zu prüfen. Der Endlagenschalter <I>55a</I> ist durch eine Leitung 56 mit einem Kraftstoffregler-Prüf- schalter 57 verbunden. Der Schalter 57 ist mit drei Schaltern 57', 57" und 57"' gekuppelt.
Die Motoren 18' und 18", die zu den Luft schrauben 11 und 12 gehören, sind mit Leitungen 45', 46' und 58' bezw. Leitungen 45", 46" und 58" versehen, die mit Kontakten eines weiteren Wähl- schalters 59 (Stellungen I und 1I1) für die Haupt luftschraube verbunden sind. Die Leitungen 58' und 58" sind ausserdem mit Ausgangskontakten des Schalters 55'/55" verbunden. Die Schalter 59, 26 und 27 sind miteinander gekuppelt.
Wenn die Wählschalter 26, 27 und 59 für die Hauptluftschraube in den dargestellten Stellungen I stehen, dient die Luftschraube 11 als Hauptluft schraube und sind die Luftschrauben 10, 12 und 13 die von dieser abhängigen Luftschrauben. Da die Luftschraube 11 die Hauptluftschraube ist, wird der Betätigungsmotor 18' in die Mittel- oder Normallage bewegt, da die 28-Volt-Gleichspannung (Pfeil) der Leitung 58' über den Schalter 59 zugeführt wird. Dadurch ist das Regelventil der Hauptluftschraube 11 auf eine Drehzahl von 1020 U/min. eingestellt.
Wenn eine der abhängigen Luftschrauben von der Drehzahl der Hauptluftschraube 11 abweicht, wird die entsprechende Kommutatorbürste 43 von dem zugehörigen Differentialmotor 24 angetrieben, wobei der entsprechende Betätigungsmotor 18 erregt wird, so dass das Regelventil der Luftschraube verstellt wird, bis die Drehzahl mit der Hauptluftschraube 11 synchron ist. Die Synchronisierschalter 48, 48'/48" sowie 48"' müssen dann geschlossen und die Normallagenschalter 55, 55'/55" sowie 55"' offen sein.
Wenn sich die Bürste 43 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Kommutator 32 herumdreht (Fig. 2), wobei sie anzeigt, dass die Drehzahl der abhängigen Luftschraube geringer ist als die Dreh zahl der Hauptluftschraube, wird zunächst der Kon densator 44 über die Leitung 47 aufgeladen, wenn die Bürste 43 an dem Segment 38 anliegt. An- schliessend wird der Kondensator über den Leiter 45 entladen, wenn die Bürste 43 am Segment 36 anliegt.
Dadurch wird die Wicklung 50 des Haupt- schlussmotors 18 über das nicht dargestellte Ver- stärkerrelais und den Schalter 49 mit einem Strom= impuls versorgt, so dass die Drehzahl der Luft schraube 10 über das hydraulische Regelventil 150 vergrössert wird. Eine diesbezügliche Rotation des Motors 18 (Fig. 4) bewirkt nämlich eine Rotation des ringförmigen Zahnrades 159 und über die Wel len 161 eine axiale Bewegung des Steuerringes 162. Diese axiale Bewegung wird durch den Schuh 163 auf den Hebel 164 übertragen und die Rolle 165 wird nach unten gedrückt.
Dadurch wird die Span nung der Feder 153 vergrössert und der Hebel 151 und das Regelventil 150 werden ebenfalls nach unten gedrückt. Dadurch wird ermöglicht, dass unter Druck stehendes Medium von der Zuführleitung 154 zur Öffnung<B>156</B> und durch den Kanal 158 zu den Verstellkammern für die Verkleinerung der Steigung der Verstelleinrichtungen strömen kann. Die sich ergebende Verkleinerung der Steigung der Luftschraubenblätter ermöglicht es, dass sich die Drehzahl der Luftschraube vergrössert und wieder mit der Drehzahl der Hauptluftschraube synchron wird.
Der Motor 18 dreht sich mit einer Drehzahl und in einer Richtung, die von der Drehzahldifferenz zwischen der Hauptluftschraube und den abhängigen Luftschrauben abhängt, stellt die Feder 153 nach und bewirkt eine Drehzahlsynchronisierung. Wenn der Drehzahlgleichlauf erreicht ist, stehen der Motor 24 zusammen mit den Bürsten 43 und steht damit auch der Motor 18 still.
Wenn sich andererseits die abhängige Luft schraube mit einer Drehzahl dreht, die grösser ist als die der Hauptluftschraube, wird der Konden sator 44 über das Segment 37, die Leitung 46 und den Schalter 51 entladen, erregt die Wicklung 52 des Motors 18 und verringert die Drehzahl der ab hängigen Luftschraube über das Regelventil 150. Bei richtiger Drehzahl der Luftschraube wird der auf das Ventil 150 und den Hebel 151 einwirkenden Fliehkraft durch die Kraft der Feder 153 das Gleich gewicht gehalten. Wenn die Einstellung der Feder geändert wird, ändert sich die Lage des Ventils 150 so lange, bis sich wiederum eine solche Luft schraubendrehzahl eingestellt hat, dass die auf das Ventil 150 und den Hebel 151 einwirkende Flieh kraft von der neuen Federkraft der Feder 153 im Gleichgewicht gehalten wird.
Wenn gewünscht wird, die Luftschraube 12 als Haupt- oder unabhängige Luftschraube zu ver wenden, werden die Schalter 26, 27 und 59 in ihre anderen Endlagen III bewegt. Bei geschlossenen Synchronisierschaltern 48 sind die Schalter 55 für die Normallage offen und der Motor 18" wird durch die Leitung 58" mit Strom versorgt, bis die Dreh zahl der Schraube 12 ihren Normalwert besitzt. (1020 U/min.).
Wenn keine Synchronisierung der Luftschrauben l0-13 gefordert wird, werden die Schalter 26 und 27 in die neutrale Stellung II bewegt, die Schalter 48 geöffnet und die Schalter 55 geschlossen. Die Motoren 18, 18', 18" sowie 18"' werden durch die Leitungen 58, 58', 58" sowie 58"' mit Strom ver sorgt, bis eine Nenndrehzahl von 1020 U/min. erreicht ist, worauf die zugehörigen Schalter 53 und 54 automatisch öffnen.
Wenn es gewünscht wird, die Wirksamkeit der Turbinen-Kraftstoffregler zu überprüfen, werden die Schalter 57 geschlossen, so dass die Regelventile 150 für konstante Drehzahl auf die Stellung für die maximale Drehzahl, <B>1105</B> U/min. eingestellt werden, worauf die Wirksamkeit der Turbinen-Kraftstoff- regler überprüft werden kann, welche auf eine Dreh zahl von 1105 U/min. begrenzen sollen.
Bei der Phasensynchronisierung ist es nur erfor derlich, eine vorbestimmte Phasenbeziehung zwi schen jedem der Blätter der Haupt-Luftschraube und der abhängigen Luftschrauben aufrechtzuerhalten. Da der Tachometergenerator 22 mit der vierfachen Drehzahl der Luftschraube 10 angetrieben wird und die Luftschraube 10 vier Blätter besitzt, wird ein vollständiger Wechselstromimpuls (eine Periode) bei je 900 Luftschraubendrehung, d. h. für jedes Blatt, vom Generator 22 erzeugt.
Wenn die Wählschalter 26, 27 und 59 so ge schaltet sind, dass als Hauptluftschraube die Luft schraube 11 oder 12 bestimmt ist, dreht sich der Differential-Elektromotor 24 mit der zweifachen Differenzdrehzahl zwischen der Hauptluftschraube und der abhängigen Luftschraube 10, da der Tacho metergenerator zwei Pole und der Differentialmotor vier Pole besitzt. Damit macht der Differentialmotor bei jeder Differenz von einer Luftschraubenum- drehung zwischen Haupt- und abhängigen Luft schraube zwei Umdrehungen.
Da der Differential- motor die Bürsten 61 und 64 antreibt, die am Kom- mutator 33 mit den vier Segmenten anliegen, wird eine 90 Verschiebung zwischen den Luftschrauben- blättern durch eine relative Winkelbewegung von 180o zwischen den Bürsten und den Kommutatoren dargestellt. Bei Luftschrauben mit vier Blättern gibt es. vier Nullagen der Phasensynchronisierung und damit zwei Nullstellungen je Umdrehung der Bür sten.
Wenn die Phasensynchronisierschalter 60, 60'/60" sowie 60"' geschlossen sind, die Bürste 61 das Segment 39, das mit der 28-Volt-Spannungs- quelle verbunden ist, berührt und die Bürste 64 das geerdete Segment 42 berührt, wird der Motor 65 so mit Strom versorgt, dass er sich in einer Richtung dreht. Bei einer Winkelbewegung der Bürsten entgegen dem Uhrzeigersinn berührt die Bürste 64 das mit der 28-Volt-Spannungsquelle ver bundene Segment 41 und die Bürste 61 berührt das geerdete Segment 42, so dass der Motor 65 so mit Strom versorgt wird, dass er in der entgegenge setzten Drehrichtung umläuft.
Die abgegebene Fre quenz des von der Luftschraube angetriebenen Tachometergenerators 22 ist der Luftschraubendreh- zahl proportional, und die Phase der Ausgangs spannung wird durch die 4 : 1-Übersetzung zwischen der Luftschraube und dem Generator in einer festen Beziehung zur Blattstellung gehalten. Somit geben der von dem Generator erregte Differentialmotor 24 durch die Winkelstellung seiner Rotorwelle die rela tive Phasenlage zwischen Haupt- und abhängiger Luftschraube an.
Wenn also der Differentialrotor steht, ist Drehzahlsynchronisierung vorhanden; wenn weiterhin der Rotor des Differentialmotors in einer bestimmten Winkellage steht, ist die gewünschte Phasenbeziehung vorhanden. Die Segmente des Kommutators 33 sind durch schmale tote Streifen getrennt, die im wesentlichen zwei Grad relativem Blattstellungsunterschied entsprechen. Immer wenn sich die Bürsten 61 und 64 nicht in diesem toten Bereich befinden, wird der Motor 65 so mit Strom versorgt, dass er sich, abhängig von der Richtung der Phasenverschiebung, in der einen oder anderen Richtung dreht.
Der Motor 65 stellt den Kontakt arm 66 des Potentiometers 35 ein, dessen Wicklung 34 von der Abtriebswelle 31 des Differential-Elek- tromotors 24 angetrieben wird. Damit hängt die relative Bewegung zwischen dem Kontaktarm 66 und der Wicklung 34 von der relativen Bewegung zwischen dem Differentialmotor 24 und dem Gleich strommotor 65 ab.
Jede Luftschraube besitzt einen elektronischen Reglerteil (Fig. 3), der das Potentiometer 35 dazu verwendet, einen Impuls zu erhalten, der eine erste Komponente, die proportional dem Drehzahlintegral oder der Phasenstellung zwischen Haupt- und ab hängiger Luftschraube ist, sowie eine zweite Kom ponente aufweist, die dem Phasenfehler proportional ist, und dazu verwendet wird, einen Korrekturim puls zu geben, der der Zeit proportional ist, wenn eine derartige Phasendifferenz besteht.
Weiterhin weist der elektronische Reglerteil Eingänge auf, die proportional der Ableitung der Drehzahl sind oder der Drehzahländerung der abhängigen Luftschraube, bezogen auf die Hauptluftschraube, sowie ausserdem einen Impuls, der proportional der Differenz der augenblicklichen Drehzahlen der Haupt- und der ab hängigen Luftschrauben ist.
Jeder elektronische Reglerteil (Fig. 3) enthält einen Leistungstransformator T-1, dessen nicht dar gestellte Primärwicklung von einer geeigneten Wech- selstromquelle mit Strom versorgt wird. Der Trans formator besitzt drei Sekundärwicklungen 70, 71 und 72. Die Sekundärwicklungen 70 und 72 liefern die Heizfadenspannung für fünf elektronische Röh ren V-1, V-2, V-3, V-4 und V-5. Die Enden der Sekundärwicklung 71 sind mit Selen-Gleichrichter- gruppen 73 und 74 verbunden. Weiterhin besitzt die Wicklung 71 eine Mittelanzapfung 75.
Die Gleich richter 73 und 74 sind so geschaltet, dass sie einen Doppelweggleichrichter darstellen. Die Gleichspan nung, die von diesem Gleichrichter erzeugt wird, wird auf einen Spannungsteiler gegeben, der Wider stände 76, 77, 78 und eine Spannungsstabilisator- röhre 79 aufweist, zu der Widerstände 80, 81 und ein Potentiometer 82 in Reihe parallel geschaltet sind. Der Widerstand 76 ist mit der Mittelanzapfung 75 der Sekundärwicklung 71 des Transformators T-1 über einen Kondensator 83 verbunden. Weiter hin ist die Verbindungsstelle der Widerstände 76 und 77 durch einen Kondensator 84 mit der Mittelan zapfung 75 verbunden.
Die Mittelanzapfung 75 ist mit einer Leitung 85 verbunden, die die negative Spannungszufuhr zu den Kathoden der Röhre V-2 wie auch zu einer Seite der Stabilisatorröhre 79 darstellt. Die Kathoden der Röhre V-1 sind über einen Widerstand R1 mit der Leitung 85 verbunden. Die Gitter der Röhre V-1 sind über Widerstände 86 und 88 und Kondensatoren 87 bezw. 89 mit Leitungen 90 und 91 verbunden, die wiederum mit einer Phasenwicklung der Wicklungen 23 des Tacho- metergenerators 24 verbunden sind.
Auf die Gitter der Röhre V-1 wird somit eine Spannung mit einer Frequenz gegeben, die proportional der Luftschrau- bendrehzahl ist. Die Anodenspannung für die Röh ren V-1 und V-2 wird von dem Spannungsteiler zwischen den Widerständen 77 und 78 abgenommen und durch eine Leitung 92 auf die Röhren V-1 und V-2 gegeben.
Der den Gittern der Röhre V-1 zugeführte Im puls wird verstärkt und beschnitten und dann auf die Gitter der Röhre V-2 gegeben. Da die Anoden und Kathoden der Röhre V-2 durch Kondensa toren 93 und 94 miteinander verbunden sind, laden sich bei gesperrter Röhre V-2 die Kondensatoren 93 und 94 über die Widerstände 95 bezw. 96 auf. Der RC-Kreis mit grosser Zeitkonstante ist fre- quenzempfindlich und die an den Widerständen 95 und 96 liegende Spannung wird durch die Selen- Gleichrichter 97 bezw. 98 gleichgerichtet.
Die am Widerstand 99 anliegende Spannung ist proportional der Luftschraubendrehzahl, da sie proportional der Frequenz des Impulses von Tachometergenerator ist. Diese Spannung wird durch ein Filternetzwerk ge filtert, das Kondensatoren 100, 101, und Spulen 102 und 103 aufweist.
Die gleichgerichtete Gleichspannung, die der Luftschraubendrehzahl oder der Frequenz des Wech selstromerzeugers proportional ist, wird auf ein Gitter der Röhre V-3 gegeben. Das andere Gitter der Röhre V-3 ist mit dem Kontaktarm des Potentio- meters 82 der Spannungsteilerschaltung verbunden, die zum Stromversorgungsteil gehört.
Der Kontakt arm des Potentiometers ist so eingestellt, dass an dem anderen Gitter der Röhre V-3 eine konstante Spannung aufrechterhalten wird, und dass dann, wenn sich die Luftschraube mit der richtigen Dreh zahl dreht, die an den Gittern anliegende Spannung etwa gleich der konstanten Differenzspannung ist. Wenn die Differenzspannung zwischen dem oberen und unteren Gitter der Röhre V-3 gleich Null oder konstant ist, wird eine Spannung gleich Null oder eine konstante Spannung von der Röhre an die Wi derstände 104 und<B>105</B> abgegeben.
Wenn jedoch die Luftschraube relativ beschleunigt bezw. verzögert ist, wird infolge der Spannungsdifferenz zwischen oberem und unterem Gitter der Röhre V-3 eine sich ändernde Spannung an den Widerständen 105 bezw. 104 erzeugt. Diese Spannung wird durch eine Leitung 106 bezw. 107 zu einem differenzierenden Kreis ge leitet, der Kondensatoren 108 bezw. 109 aufweist, die in Reihe mit parallel liegenden Widerständen 110, 112 bezw. 111 und 113 geschaltet sind. Die andern Enden der Widerstände 110 und<B>111</B> sind mit den Enden eines Abgleichpotentiometers 114 verbunden.
Der abgegebene Differentialimpuls, der proportional der Drehzahländerung der Luftschraube ist, wird auf die Gitter der Röhre V-4 gegeben. Die Röhre V-4 ist in einen Multivibratorkreis ein geschaltet und erzeugt normalerweise eine Anzahl von Impulsen gleicher Zeitdauer auf beiden Teilen. Wenn jedoch eine der Drehzahländerung der Luft schraube proportionale Spannung auf die Gitter gegeben wird, wird die Zeitdauer der Impulse ge ändert und den Gittern einer Verstärkerröhre V-5 zugeführt. Die abgegebene Leistung der Verstärker röhre ist kapazitiv mit zwei Thyratrons V-6 und V-7 gekoppelt.
Die Anoden der Thyratrons V-6 und V-7 sind mit Kondensatoren 115 und 116 ver bunden, deren andere Seiten geerdet sind. Dieser Kondensatorkreis in den Anoden der Thyratrons stellt einen Schwingkreis dar, der einen Frequenz impuls im Hochfrequenzbereich erzeugt. Dadurch verringert der schwingende Impuls periodisch die Anodenspannung der Thyratrons auf Null, so dass die Thyratrons abgeschaltet sind, wenn die Gitter spannung unter einem vorbestimmten Wert liegt.
Die Röhren V-4 und V-5, V-6 und V-7 be sitzen einen unabhängigen Stromversorgungsteil mit einem Transformator T-2, der eine Primärwicklung 117 besitzt, welche durch Leitungen 118 und 119 über einen Schalter 138 mit einer geeigneten Wech- selstromquelle verbunden ist. Der Transformator T-2 besitzt weiterhin Sekundärwicklungen 120, 121 und 122. Die Sekundärwicklung 122 liefert den Heizstrom für die Thyratrons V-6 und V-7.
Die Röhren V-3, V-4 und V-5 nehmen ihre Heizspan- nung von der Wicklung 72 des Transformators T-1 ab. Die Sekundärwicklung 120 ist verbunden mit einem spannungsverdoppelnden Einweggleichrichter kreis mit Selen-Gleichrichtergruppen 123 und 124, dessen Ausgang an einen Spannungsteiler gelegt ist, der Widerstände 125, 126 und Spannungsstabili- satorröhren 127 und 128 aufweist, von denen die Stabilisatorröhre 128 zu einer Gruppe von Serie widerständen 129, 130 und 131 parallel gelegt ist.
Die Anodenspannungsversorgung für die Röhren V-3 und V-5 wird von der Leitung 132 abgenom men, die zwischen der Stabilisatorröhre <B>127</B> und dem Widerstand 126 liegt. Die Kathodenspannungs- versorgung für die Röhre V-4 wird zwischen den Widerständen 130 und 131 abgenommen und die Kathoden der Röhre V-5 sind geerdet. Normaler weise, wenn das Phasensynchronisiersystem nicht verwendet wird, bildet das Potentiometer 114 über einen Umschalter 133 eine Brückenschaltung mit Widerständen 134 und 135.
Der Schalter 133 kann durch eine Relaisspule 136 betätigt werden, die mit der Leitung 137 verbunden ist, so dass das Poten- tiometer 114 bei erregtem Relais 133/136 in einer Brückenschaltung mit dem Differentialpotentio- meter 35 über die Leitungen B, C verbunden ist. Da die Leitung 137 mit dem Segment 41 verbunden ist, das mit Strom versorgt wird, wenn der Schalter 60 geschlossen ist, um eine Phasensynchronisierung der Luftschrauben zu erhalten, wird das Relais 133, 136 erst dann mit Strom versorgt.
Wenn sich der Schalter 133 in der oberen Lage befindet, ist die Ausgangsleistung des elektronischen Reglerteils ein eine Beschleunigung bewirkender Im puls. Der Beschleunigungsimpuls wird dazu verwen det, ein Solenoidventil <B>166</B> (Fig. 4) mit Strom zu versorgen, um ein unerwünschtes Pendeln der Luft schrauben um die ausgewählte konstante Drehzahl zu verhindern.
Das Solenoidventil 166 ist mit einem Kolben 169 versehen, der im Abstand voneinander liegende, scheibenförmige Ansätze 170 und 171 besitzt, die mit Steueröffnungen 168 und 167 zusammenwirken, welche mit den Kanälen 157 und 158 verbunden sind. Zwischen den Ansätzen<B>170</B> und 171 liegt eine Druckzuführöffnung 172. Der Kolben 169 wird normalerweise durch zwei nicht dargestellte Federn in der Mitte gehalten, so dass die Ansätze 170 und 171 die Öffnungen 168 und 167 verschliessen. Erregende Solenoidwicklungen 173 und 174 sind auf einander gegenüberliegenden Enden des Kol bens angeordnet und mit den Anoden der Röhren V-6 bezw. V-7 verbunden.
Dadurch wird der Kolben 169 nach jeder Seite der Mittellage bewegt und öffnet aufeinanderfolgend die Öffnungen 167 und 168. Die Öffnungsdauer wird vom elektronischen Reglerteil geregelt und bestimmt, ob sich schliess- lich eine Zunahme, eine Abnahme oder ein Kon- stantbleiben der Luftsehraubensteigung ergibt.
Der elektronische Reglerteil kann durch Schlies- sen des Schalters 138 eingeschaltet werden, dessen einer Pol eine Relaisspule 139 beeinflusst. Wenn die Relaisspule 139 mit Strom versorgt wird, wird ein Schalter 140 geschlossen. Wenn der Schalter 140 geschlossen ist, wird die Stromversorgung, die von der Sekundärwicklung 121 abgenommen wird und eine Doppelweggleichrichtung mit Selen-Gleichrich- tergruppen 141 und 142 ist, durch ein Verzö- gerungs-Thermorelais 143 mit den Gittern der Thyratrons V-6 und V-7 verbunden.
Das Thermo- relais 143 bewirkt eine Verzögerung von etwa 15 sec., bevor die Spannung auf die Gitter der Thyra- trons V-6 und V-7 gegeben wird, um eine richtige Aufheizung der Heizfäden zu ermöglichen.
Wenn Phasensynchronisierung gewünscht wird, wird der Schalter 60 ebenfalls geschlossen. Wenn der Schalter 60 geschlossen ist, ist das Potentiometer 114 in einer Brückenschaltung mit dem Differential potentiometer 35 verbunden. Die Stellung des Diffe- rentialpotentiometers 35 ist abhängig vom Stellungs unterschied zwischen Hauptschraube und abhän gigen Luftschrauben. Ein Teil der am Differential potentiometer 35 anliegenden Spannung wird dazu benutzt, Spannungen an der Röhre V-3 zu regeln.
Der verstärkte Impuls wird dann von der RC- Schaltung mit dem Kondensator 108 und den Wider ständen<B>110</B> und 112 sowie dem Kondensator 109 und den Widerständen 111 und 113 differenziert, so dass eine der augenblicklichen Drehzahldifferenz zwischen Haupt- und abhängigen Luftschrauben pro portionale Spannung erzeugt wird.
Wenn somit der phasensynchronisierende Stromkreis über den Leiter <B>137</B> geschlossen ist, ist an die Gitter der Röhre V-4 ein Impuls angelegt, der proportional der rela tiven Luftschraubenbeschleunigung oder -verzöge- rung, der augenblicklichen Drehzahldifferenz zwi schen Haupt- und abhängigen Luftschrauben, der Drehzahlintegralkonstanten, und dem Phasenfehler ist.
Damit wird das Impulsverhältnis am Ausgang des Multivibratorkreises, der zu der Röhre V-4 ge hört, durch die vier Eingangsimpulse abgeändert, durch die Röhre V-5 verstärkt und auf die Thyra- trons V-6 und V-7 gegeben, die wiederum das Sole noidventil 166 mit Strom versorgen.
Die Ausgangsleistung der elektronischen Schal tung ist derart, dass der Kolben 169 des Solenoid- ventils während des Betriebes der elektronischen Schaltung fortwährend von der Mittelstellung aus nach jeder Seite geschoben wird. Die Zeitdauer der Impulse wird durch den Eingang zum Multivibrator geändert. Wenn nur die Beschleunigungsregelung verwendet wird, (Schalter 60 offen) wird die Zeit dauer der Impulse oder das Impulsverhältnis des Solenoidventils in Abhängigkeit von der Beschleu nigung so geregelt, dass unerwünschtes Pendeln der Luftschrauben verhindert wird.
Wenn jedoch die Phasensynchronisiereinrichtung durch den Schalter 60 eingeschaltet ist, wird das Solenoidventil so be tätigt, dass die gewünschte Phasenbeziehung zwi schen Haupt- und abhängigen Luftschrauben erreicht wird.