Stabilisiervorrichtung für Flugzeuge. Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Stabilisiervorrichtung für Flugzeuge, welche Pendel aufweist, die beim Aus schwingen des Flugzeuges entsprechend der Grösse des Ausschwingens Steuerflächen mehr oder weniger stark und in der Weise verstel len, dass das Flugzeug selbsttätig in die Nor mallage zurückgeführt wird.
Von der den Gegenstand vorliegender Er findung bildenden Vorrichtung ist ein Aus führungsbeispiel in den Zeichnungen darge stellt.
In Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Flug zeuges dargestellt; Fig. 2 zeigt den Teil nach Fig. 1 in Draufsicht: Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt quer durch den Körper nach der Linie 3-3 der Fig.2; Fig. 4 ist eine Vorderansicht des Klem menbrettes: Fig. 5 ist eine Kantenansicht desselben; Fig. 6 ist eine Hinteransicht des Brettes unter Darstellung der Lage des Leiter und Klemmen; Fig. 7 ist eine Draufsicht auf ein Brett für Schiebekontakte; Fig. 8 ist ein Einzelheitsschnitt nach der Linie 8-8 der Fig. 7; Fig. 9 ist eine Rückansicht des Gehäuses, in welchem die von einem Motor angetrie benen magnetischen Kupplungen gelagert sind; Fig. 10 ist eine Vorderansicht und teil weise Schnitt desselben Gehäuses; Fig. 11 ist ein wagrechter Schnitt durch das Gehäuse und Kupplungen nach der Linie 11-11 der Fig. 10;
Fig. 12 ist ein senkrechter Schnitt nach der Linie 12-l2 der Fig. 11; Fig. 13 zeigt schematisch eine der mag netischen Kupplungen mit den zugehörigen Leitern.
Fig. 14 und 15 sind Schnitte nach den Linien 14-14 und 15-15 der Fig. 4; Fig. 16 ist ein Einzelheitsschnitt nach der Linie 16-16 der Fig. 12, wobei jedoch einzelne Teile in Ansicht dargestellt sind; Fig. 17 ist eine Ansicht eines Pendels; Fig. 18 ist eine Seitenansicht des Pendels; Fig. 19 ist ein Schnitt in grösserem Mass stab nach der Linie 19-19 der Fig. 4; Fig. 20 ist ein Einzelheitsschnitt nach der Linie 20-20 der Fig. 19; Fig. 21 stellt das Stromschema der Vor richtung dar.
Das Flugzeug besitzt obere und untere Tragflächen 1 und 2 und einen Körper 3, in welch letzterem ein Motor und Vorrichtungen zum Verstellen von Steuerflügeln gelagert sind. Die Steuerflügel, die nicht dargestellt sind, werden durch Zugorgane verstellt, und zwar für die rechte Tragfläche durch ein Drahtseil 4, und für die linke durch ein Drahtseil 5. Die Seile 4, 5 gehen nach dem Führersitz und sind dort mit einem aufrecht stehenden Hebel 6 verbunden, der um einen Zapfen 7 schwingbar angeordnet ist. Der Zapfers 7 erstreckt sieh in Längsrichtung des Flugzeuges; der Hebel 6 kann durch die Schultern des Fliegers nach rechts oder links ausgeschwungen werden, da er am obern Ende mit einem Querstück versehen ist. Der Hebel 6 ist gegen zufälliges Ausschwingen durch Schraubenfedern 8, die zu beiden Seiten des Hebels angebracht sind, gesichert.
Die Federn 8 dienen ferner dazu, den Hebel 6 in seine Mittelstellung zurückzubringen und dadurch auch die Seile 4 und 5 nach ihrer Betätigung und Auslösung auf ihre ursprüngliche Lage zurückzuführen, wenn diese Teile einmal ver stellt worden sind.
Neben dem Hebel 6 befindet sich auf dem Boden 9 ein Gehäuse 10, in welchem eine Zahnnstange 11 verschiebbar gelagert ist. Sie ist einerends mit dem Seil 4 verbunden und anderends an den Hebel 6 angeschlossen. Von ihm erstreckt sieh eine Verlängerung durch das Brett 12 aus Isoliermaterial nach dem Seil 5, und zwar ist die Verbindung durch eine Schaltstange 13 bewerkstelligt, die an dem Hebel 6 befestigt ist. Quer zur Längs achse und nahe der einen Seite des Körpers 3 befindet sieh ein Klemmenbrett 14 aus Isolationsmaterial.
Das Klemmenbrett 14 (Fig. 4 und 5) trägt auf der Vorderseite ein Pendel 15. Das Pen del hat zu beiden Seiten (Fig. 17 und 18) Kontaktfedern 16a und 16b, und diese Federn sind geeignet, mit Klemmen 17a und 17b, zu beiden Seiten des Pendels angeordnet, in Ein griff zu treten.
Das Klemmenbrett 14 ist ferner mit zwei Pendeln 20a, 20b versehen, die dazu dienen, elektrische Stromkreise zu schliessen, welche die rechtsseitigen und linksseitigen Steuer des Flugzeuges überwachen. Diese beiden Pendel sind in jeder Beziehung gleichartig ausge bildet.
Die Pendel 20a, 20b sitzen auf Zapfen 18a, 18b (Fig. 19). Jeder Zapfen ist von einer Büchse 19a, 19b umschlossen, die ihn gegen das Brett 14 isoliert. An dem äussern Ende des Zapfens und in metallischer Verbindung mit ihm hängt das Pendel 20a bezw. 20b. Auf den einander zugekehrten Seiten der Pendel 20a, 20b sind Kontaktfedern 21a, 21b befestigt, und an dem Brett 14 sind einstell bar Kontaktklemmen 22a, 22b angebracht, welche in der Normallage des Flugzeuges mit den Federn 21a, 21b in Berührung stehen. Ferner sind auf dem Brett 14 an den andern Seiten jedes der Pendel 20a, 20b Kontakt klemmen 23a, 23b einstellbar befestigt. Diese ragen jedoch nicht so weit vom Brett 14 nach aussen, dass sie etwa in die Schwingebene der Pendel 20a, 20b ragen würden.
Die Kon taktklemmen 23a. 23b können von federnden Hebeln 24a, 24b leitend berührt werden, wel che ebenfalls schwingbar an dem Brett 14 aufgehängt sind, gegen eine Schwingung nach aussen jedoch durch hakenförmig abge bogene Ansätze 25a. 25b gesichert werden, die an den Pendeln 20a, 20b befestigt sind.
Auf den Büchsen 19a, 19b sind ferner Kontakthebel 26a, 26b mit verhältnismässig grosser Reibung drehbar. Die Hebel 26a, 26b erstrecken sieh nachs abwärts. An ihren untern Enden haben die Hebel 26a, 26b Kontakte. die gegen Kontakte an den Pendeln 20a, 20b anschlagen, wenn die letzteren ausschwingen. Die Pendel 20a, 20b haben in der Nähe der Hebel 26a, 26b hakenförmige Ansätze 27a, 27b, welche den Hebeln 26a, 26b eine be schränkte Bewegung gegen die Pendel hin ge statten, übermässige Entfernung von den Pen- deln aber verhindern. Zur Erhöhung der Rei bung ist jeder der Kontakthebel 26a, 26b mit einem Bremsklotz 28a (Fig. 20) ausgerüstet, der durch eine Schraube gegen die Isolations büchse gedrückt wird.
Diese Kontakthebel haben bei entsprechend grosser Reibung dem nach das Bestreben, sich mit dem Klemmen brett 14 zu bewegen, wenn letzteres als Gan zes mit dem Körper des Flugzeuges schräg gestellt wird. Der Nabenansatz der Kontakt hebel 26a, 26b wird von Isolationsbüchsen 29a, 29b umschlossen, die sich durch das Klemmenbrett hindurch erstrecken und als Lager für andere Kontakthebel 30a, 30b die nen, welch letztere mit Reibungsbremsklöt zen, ähnlich den Hebeln 26a, 26b ausgerüstet sind. Die Kontakthebel 30a, 30b bewegen sich auch gleichzeitig mit dem Klemmenbrett 14, da sie durch Reibungseingriff auf ihren Zap fen gehalten werden.
An jedem der Pendel 20a, 20b sind verhältnismässig lange Ansätze 31a, 31b befestigt, deren hakenförmige Enden sich über die Enden der Kontakthebel 30a, 30b legen, um so die Entfernung der Kon takthebel von den Pendeln weg zu begrenzen. Sie gestatten jedoch den Kontakthebeln, mit dem Brett 14 zu schwingen und bei dieser Schwingung in Eingriff mit den Pendeln zu treten. Nach Fig. 19 sind die Naben der Kontakthebel 26a, 26b und 30a, 30b durch Metallbüchsen verlängert, und an diese Me tallbüchsen sind Zuleitungsdrähte 32a, 32b bezw. 33a, 33b angeschlossen. Die Zapfen 18a und 18b dagegen stehen in Verbindung mit den Zuleitungsdrähten 34a, 34b.
Auf dem Gehäuse 10 sitzt, durch Winkel stützen 35 gehalten, ein Elektromotor 36, des sen Welle 37 senkrecht in das Gehäuse 10 ragt. Die Zahnstange 11, die sich durch das Gehäuse 10 erstreckt, ist durch einen Lenker 38 mit dem Steuerhebel 6 verbunden. Im Ge häuse 10 sitzt drehbar eine Welle 39, auf wel cher ein Zahnrad 40 in Eingriff mit der Zahnstange 11 steht. Das Zahnrad 40 ist fest mit einem grösseren Zahnrad 41 verbunden.
Fernerhin befinden sich in dem Gehäuse 10 Wellen 42a, 42b, je lose mit einem Zahn- rad 43a, 43b verbunden. Die Zahnräder 43a, 48b kämmen mit dem Zahnrad 41. In fester Verbindung mit den Zahnrädern 43a, 43b sind aus magnetisierbarem Material beste hende Scheiben 44a und 44b. Auf den Wel len 42a und 42b sind Schneckenräder 45a, 45b fest verkeilt, und eine Scheibe, in eine Aussparung dieser Schneckenräder einge setzt, trägt eine Anzahl von Magnetspulen 46a, 46b. Die Spulen 46a, 46b ziehen bei ihrer Erregung die Scheiben 44a, 44b an, wobei das mit der betreffenden Scheibe 44a, 44b ver bundene Zahnrad 43a, 43b gleichzeitig mit dem Schneckenrad in Drehung versetzt wird.
Die Magnetspulen 46a und die Spulen 46b sind je parallel geschaltet, und zwar ist das eine Ende der Wicklungen geerdet und das andere Ende geht durch eine Bohrung in der betreffenden Welle nach einem Kontaktknopf 47a, 47b, der isoliert in das Ende der Welle eingesetzt ist. Auf der Aussenseite des Ge häuses liegen Kontaktfedern 48a und 48b auf den Knöpfen 47a, 47b. Die senkrechte Motor welle 37 hat eine Schnecke 49, welche mit den beiden Schneckenrädern 45a, 45b in Ein griff steht und die beiden Schneckenräder gleichzeitig nach entgegengesetzten Richtun gen dreht.
Auf dem aus Isolationsmaterial herge stellten Schiebekontaktbrett 12 liegen (Fig. 7) zwei Kontaktsätze, bestehend aus den Kon takten 50a, 51a, 52a bezw. 50b, 51b, 52b. Eine isolierende Schieberstange 13 geht zwi schen den Kontakten jedes Satzes hindurch. Diese Stange 13 trägt zwei Gleitkontakte 53a, 53b, und jeder dieser Gleitkontakte besitzt zwei voneinander getrennte Schienen. Eine die Stange 13 durchsetzende Feder hat das Be streben, die beiden Schienen jedes Schiebe kontaktes 53a, 53b in richtig leitenden Ein griff mit den festen Kontakten zu bringen, und diese Feder wirkt gleichzeitig als verbin dender Leiter zwischen den beiden Schienen des Sehieberkontaktes.
Auf der Vorderseite des Gehäuses 10 ist ein Brett 54 (Fig. 9) aus Isolationsmaterial befestigt, und auf diesem Brett befinden sich Relaisspulen 55a, 55b. Für jede dieser Re- laisspulen ist ein schwingbar belagerter An ker 56a, 56b vorgesehen, der in Ruhestellung in stromschliessendem Kontakt ist mit den Klemmen 58a, 58b, bei Erregung des Relais jedoch in Arbeitskontaktstellung mit den Klemmen 57a, 57b gerät.
Neben dem Zahnrad 41 ist eine magneti sche Bremse angeordnet, welche dieses Zahn rad gegen Drehung sichern kann. Diese Bremse besitzt eine Spule 59 an der Innen wand des Gehäuses und einen Anker 60, der bei Erregung der Spule in Berührung mit der Stirnfläche des Zahnrades geschoben wird. Das eine Ende der Bewicklung der Spule 59 ist geerdet, und das andere Ende ist an eine weiter unten beschriebene Stromquelle ange schlossen.
Die Stromkreise sind in Fig. 21 darge stellt. Als Stromquelle ist eine Batterie 61 vorgesehen. Der eine Pol der Batterie 61. ist geerdet, und der andere Pol steht durch einen Leiter 62, der auch einen Schalter 63 enthält, mit dem Pendel 15 in Verbindung. Ferner erstreckt sich ein Zweig 64 von dem Leiter nach den beiden Leitern 65a, 65b, welche zu den Schwingzapfen der Relaisanker 56a, 56b führen. Die Arbeitskontakte 57a, 57b stehen durch die Leiter 66a, 66b mit den Kon taktstücken 50a bezw. 50b in Verbindung, und die Ruhekontakte 58a, 58b sind durch die Leiter 67a, 67b mit den Kontaktklemmen 23a, 23b verbunden. Die Kontaktstücke 51a, 51b sind an die Drähte 33a, 33b ange schlossen.
Von dem grösseren Kontaktstück 52a führt ein Leiter 68a zur Kontaktfeder 48a für die magnetische Kupplung 46a, und in ähnlicher Weise geht ein Leiter 68b von dem Kontakt stück 52b zur Kontaktfeder 48b der andern magnetischen Kupplung 46b. Die Kontakt federn 24a, 24b sind miteinander durch den Leiter 68 in Verbindung gebracht, und von diesem Leiter aus führt ein anderer Draht 69 zur Bewicklung der Bremsspule 59.
Wird eine Schrägstellung des Flugzeuges um seine Längsachse eingeleitet, so dass bei- pielsweise die rechte Tragfläche nach unten und die linke nach oben gedrückt wird, so wird sich auch das Klemmenbrett 14 im Sinne des Uhrzeigers drehen, nach der Darstellung in Fig. 4, so dass das Pendel 15, vorausge setzt dass es seine senkrechte Lage beibehält, an die Klemme 17a zu liegen kommt Es wird dann ein Stromkreis zustande kommen, der von der Batterie 61 durch den Leiter 62, zum Pendel 15 geht, den Kontakt 17a, sowie das Pendel 20a und die Kontaktfeder 21a, Klem me 22a, den Leiter 32a und die Bewicklung des Relais 55a umfasst und durch die Erdung dieses Relais zur geerdeten Batterie zurück geht.
Beim Schwenken des Klemmenbrettes 14 bleibt nämlich die Kontaktfeder 21a we gen ihrer Elastizität mit der Klemme 22a in Berührung, solange diese Schrägstellung noch nicht weit vorgeschritten ist. Die Erregung des Relais 55a führt zum Ausschwingen des An kers 56a, der in Berührung mit dem Arbeits kontakt 57a gebracht wird, so dass nunmehr ein zweiter Stromkreis entsteht. Er geht von der Batterie 61 durch den Leiter 62. Zweig leitung 64, Anker 56a, Kontakt 57a. Schiebe kontakt 53a, Kontaktstück 52a, zum Leiter 68a und in die Kupplung 46a, wo er wieder geerdet ist. Die Erregung der Kupplung 46a setzt nun Zahnräder und damit die Zahn stange 11 in Bewegung. Demnach wird auch der Steuerhebel 6 des Flugzeuges so bewegt, dass die Steuerflächen ausgeschwungen oder verschoben werden.
Durch diese Bewegung der Steuerflächen wird die Lage des Flugzeuges wieder richtig gestellt, und wenn das Flugzeug seine Nor malstellung erreicht hat, kehrt auch das Brett 14 in die ursprüngliche Stellung zurück. Da durch wird die Klemme 17a von dem Pendel 15 entfernt, und der Stromkreis zum Relais 55a wird unterbrochen. Der Anker 56a fällt darauf zurück und unterbricht den zweiten Stromkreis zur Kupplung 46a, so dass auch diese Kupplung ausschaltet. Die Feder 8 am Steuerhebel 6 bringt nun die Steuerflächen ebenfalls auf ihre Normallage.
Es sei. nun angenommen, dass das Flug zeug wieder schräggestellt wird, so dass die rechte Tragfläche nach abwärts und die linke Tragfläche hochgeht, und zwar in einem hö heren Grade als im ersten Beispiel. Es findet dann ein Ausschwingen des Klemmen brettes 14 im höheren Grade statt. Bei dieser Bewegung des Klemmenbrettes 14 kommt der Kontakt 17a wieder in Berührung mit dem Pendel 15 durch Eingriff auf die Kontakt feder 16a, und während des ersten Teils der Ausschwingung des Flugzeuges finden die selben Vorgänge statt, wie oben. Da jedoch die Schrägstellung des Flugzeuges nunmehr grösser ist als im ersten Beispiel, so wird das nachgiebige Kontaktglied 21a ausser Eingriff auf die Klemme 22a treten.
Es findet also erst die Erregung des Relais 55a auf Grund des oben beschriebenen Stromkreises, und dann ein Ausschalten desselben Relais statt. Anderseits jedoch wird der Arm 26a, der gleichzeitig mit dem Brett 14 schräggestellt wird, in Eingriff mit dem Pendel 20a kom men, so dass nunmehr folgender Stromkreis geschlossen wird: Arm 26a, Leiter 32a, Re lais 55a, zur Erde, von der Erde durch die Batterie 61, Leiter 62, Pendel 15, Kontakt 17a, Leiter 34a, Pendel 20a und Hebel 26a.
Es findet also wieder die Erregung des Relais 55a statt, das nunmehr den Anker 56a in Berührung mit dem Arbeitskontakt 57a bringt. Der Strom, der dadurch geschlossen wird, geht wieder von der Batterie 61 zum Leiter 62, Zweigleitung 64, Anker 56a, Ar beitskontakt 57a, Leiter 66a, Kontakt 50a, Schiebekontakt 53a, Kontaktstück 52a, Leiter 68a, zur Kupplung 46a und zur Erde. Die Bewegung der Steuerflächen des Flugzeuges findet also in einem höheren Masse statt, als im ersten Beispiel. Dies führt dazu, dass der Schiebekontakt 53a ausser Berührung mit dem Kontaktstück 50a gerät, so dass der Strom kreis unterbrochen wird. Das Flugzeug be ginnt die Rückbewegung zur ursprünglichen Lage, und dadurch wird auch das Klemmen brett 14 bewegt werden.
Dies bringt den Arm 26a ausser Eingriff mit dem Pendel 20a, wo durch der Stromkreis zum Relais 55a umer brochen und die Kupplung 46a stromlos wird. Kommt Anker 56a in Eingriff mit dem Ruhe kontakt 58a, so wird der Stromkreis für die Bremse 59, 60 geschlossen, und zwar geht dieser Strom von der Klemme 23a durch den Leiter 67a, Ruhekontakt 58a, Leiter 65a, Zweigleitung 64 zum Leiter 62, zur Batterie 61 und durch die Erde zum Relais 59, Lei ter 69, Kontaktfeder 24a. Die Betätigung der Bremse trägt nun dazu bei, den Mechanis mus in der eingestellten Lage zu erhalten, so dass die Steuermittel (trotz des Bestrebens der Federn 8) in ihrer eingestellten Lage ge sperrt werden, solange das Flugzeug sich von seiner Schräglage in die Normallage be wegt.
Bei der Fortsetzung dieser Bewegung zur Normallage geht nun wieder die Klemme 23a von der Kontaktfeder 24a weg, so dass der Stromkreis durch die Bremse 59 unter brochen wird. Darauf treten die Federn 8 in Wirkung, um den Steuerhebel 6 in die Nor mallage zurückzuführen. Es soll nun angenommen werden, dass das Flugzeug sich noch weiter schräg stellt, als dies in den ersten beiden Beispielen ange nommen wurde. In dieser weitergehenden Schwankung kommt nun der Arm 30a, der sich mit dem Klemmenbrett bewegt, in Be rührung mit dem Pendel 20a. Folgender Stromkreis wird dann geschlossen: Batterie 61, Leiter 62, Pendel 15, Klemme 17a, Lei ter 34a, Pendel 20a, Arm 30a, Leiter 33a, Kontaktstück 51a, Schiebekontakt 53a, Kon taktstück 52a, Kupplung 46a, zur Erde.
Die Bewegung des Schiebekontaktes ausser Ein griff mit dem Kontaktstück 50a hat also keinen Einfluss auf den neuen Stromkreis, da nunmehr ein Pfad für den Strom durch den Kontakt 51a geschaffen ist. Es geht auch aus dem obigen hervor, dass die Kupplung unabhängig von dem Relais 55a erregt wird und erregt bleibt, bis der Schiebekontakt 53a ausser Berührung mit dem Kontaktstück 51a getreten ist. Dieser Endpunkt der Bewegung des Schieberkontaktes bestimmt den Grenz punkt der Einstellung der Steuermittel.
So bald der Schiebekontakt die Kontaktschiene 51a verlassen hat, bringen die Federn 8 am Steuerhebel die Steuermittel wieder gegen die ursprüngliche Lage hin und bewegen auf diese Weise auch wieder den Schiebekontakt 53a in Eingriff mit den Schienen 51a, 52a, so dass durch Erregung der Kupplung 46a die Steuermittel wieder in Bewegung gesetzt werden. der Schiebekontakt wiederum ausser Eingriff auf die Kontaktstücke tritt, und diese Unterbrechung und Schliessung des Stromkreises am Endpunkt der Bewegung der Steuermittel wird fortgesetzt, bis das Flug zeug anfängt, gegen die Normallage hin zu rückzuschwingen.
Bei der Rückbewegung des Klemmenbrettes 14 werden die verschiedenen Teile an diesem Brett in Bewegung gesetzt und die verschie denen Stromkreise in derselben Weise und in derselben Reihenfolge geschlossen, wie dies oben mit Bezug auf die Rückbewegung in den ersten beiden Beispielen beschrieben wurde. Es findet also eine Betätigung der Steuermittel statt, bis das Flugzeug fast auf seine ursprüngliche Lage zurückgebracht worden ist, und das Flugzeug wird dann un ter seinem eigenen Moment den Flug in Nor mallage fortsetzen. Das Klemmenbrett und die von ihm abhängigen Mechanismen werden dazu beitragen, das Flugzeug auf normale Flugstellung zu bringen, auch wenn bei die ser Rückbewegung des Flugzeuges von Schräglage auf Normallage wieder eine Ab lenkung eintreten sollte.
Bei Eintritt einer Schwankung nach der entgegengesetzten Richtung hin, d. h. bei Senkung des linken und Anhebung des rech ten Tragflügels, finden dieselben Schritte wie der statt. Es werden jedoch dabei die Pendel 20b, die Schiebekontaktelemente 50b, 51b, 52b, 53b und magnetische Kupplung 46b in Bewegung treten und die andern mit b be zeichneten Elemente zur Schliessung der Stromkreise dienen.