DE1673551B2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur Einstellung eines gesteuerten Apparates in Abhängigkeit von dem System zugeführten mechanischen Eingangsbefehlssignalen, wobei der gesteuerte Apparat

zeitlich verzögert auf die Befehlssignale anspricht und das Steuersystem eine mechanische Eingangssignalvorrichtung, ein Stellungssteuerglied, das eine Änderung in der Einstellung des gesteuerten Apparates bewirkt, sowie einen Antrieb aufweist, der an das Stellungssteuerglied angeschlossen ist, wobei ferner eine erste Kupplungsvorrichtung vorhanden ist, mit der die Eingangssignalvorrichtung zwecks direkt proportionaler Steuerung des Antriebs durch die Eingangssignalvorrichtung an den Antrieb anschließbar

ist, wobei ferner ein hydropneumatisch^ Verstärker vorgesehen ist, der mit einer Eingangssignalempfangsvorrichtung versehen und an den Antrieb zur Verstärkung der Antriebsenergie dieses Antriebs angeschlossen ist, und wobei schließlich eine zweite Kupplungsvorrichtung vorhanden ist, mit der die Eingangssignalvorrichtung an die Eingangssignailempfangsvorrichtung anschließbar ist.

Normalerweise treten bei der Übertragung von Steuerbefehlen auf Grund der dem zu regelnden bzw. zu steuernden System innewohnenden Trägheit Verzögerungen auf, die insbesondere bei Luftfahrzeugen zu unerwünschten Verzögerungen bei der Ausführung von Steuerbefehlen, also beispielsweise der Verstellung von Luftklappen oder Luftschrauben, führt.

Nun sind zwar in Steuer- bzw. Regelsystemen Verstärkungsglieder bekannt, mit denen bei schwachen Eingangssignalen relativ starke Ausgangssignale erzeugt werden können (Oppelt, Kleines Handbuch

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technischer Regelvorgänge, 1960, S. 78 bis 81 und S. 241 bis 252), wobei anfänglich eine gewisse Übersteuerung erfolgt, die später auf den aewünschten Sollwert zurückläuft. Die hierfür bisher verwendeten Steuereinrichtungen sind jidoch verhältnismäßig aufwendig, wodurch auch die Betriebssicherheit der Steuervorrichtung und damit des zu steuernden Apparates leidet. Dies ist vor allem für Luftfahrzeuge von entscheidender Bedeutung, weil sich hier im Steuersystem auftretende Fehler verhängnisvoll auswirken können.

Des weiteren ist ein hydropneumatischer Verstärker für Steuervorrichtungen bekanntgeworden, der direkt an die das Eingangssignal liefernde Vorrichtung angeschlossen und nicht über eine Dämpfungseinrichtung geschaltet ist. Zwischen diesem Verstärker und der Eingangssignalvorrichtung tritt deshalb auch keine Signalbeschleunigung auf (französische Patentschrift 1 315 119).

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bei der Übertragung von Steuerbefehlen normalerweise auf Grund der dem zu regelnden bzw. steuernden System innewohnenden Trägheit auftretende Verzögerung zu beseitigen, die insbesondere bei Luftfahrzeugen zu unerwünschten Verzögerungen bei der Ausführung von Steuerbefehlen führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das hydropneumatische Steuersystem der eingangs genannten Art so ausgebildet wird, daß die zweite Kupplungsvorrichtung einen Signalwandler aufweist, der auf das Eingangsbefehlssigna] anspricht, um ein von dem hydropneumatischen verstärker abgegebenes Ausgangssignal zu erzeugen, das der Geschwindigkeit des Eingangsbefehlssignals proportional ist.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei der übertragung von Steuerbefehlen eine Signalbeschleunigung auftritt und die hierfür erforderlichen Steuereinrichtungen verhältnismäßig einfach sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführurgsform einer hydropneumatischen Servoantrieb-Steuervorrichtung,

Fig. 2A, 2B und IC Schaubilder der Ansprechzeit eines gesteuerten Apparats, der mit einer hydropneumatischen Servoantrieb-Beschleunigungsvorrichtung ausgerüstet ist,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform eines hydropneumatischen Beschleunigers mit Servoantrieb und

F i g. 4 eine teilweise, in Blockform gezeigte schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines hydropneumatischen Servoantrieb-Beschleunigers.

Ein hydropneumatischer Servoantrieb-Beschleuniger, der zur Einstellung eines gesteuerten Appa^rats mittels eines zugeführten mechanischen Befehlssignals benutzt wird, enthält einen Antrieb, der mit dem gesteuerten Apparat verbunden werden kann und der mechanische Eingangssignale von der Betriebsperson des Apparats empfängt. An dem Apparat ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Beschleunigungssignals angebracht, dessen Amplitude proportional der Geschwindigkeit des mechanischen Eingangssignals ist und das ferner eine Phasenbeziehung besitzt, in der es das mechanische Eingangssignal leitet. Das mechanische Eingangssignal wird gleichzeitig sowohl der Vorrichtung zugeführt, die das Beschleunigungssignal erzeugt als auch der Antriebsvorrichtung. Der Apparat enthält einen hydropneumatischen Verstärker, der das Signal von der das Beschleunigungssignal erzeugenden Vorrichtung empfängt und als Folge dessen den Antrieb mit hydropneumatischem Strömungsmittel beliefen, wodurch dieser in entsprechender Weise reagiert.

In F i g. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Servoantrieb-Beschleunigers dargestellt. Von einem Gehäuse 11 wird ein Zylinder 12 gebildet, in dem sich ein Antriebskolben 13 befindet. Der Antriebskolben 13 steht mit einer Kolbenstange 14 in Verbindung, an deren Ende 15 der gesteuerte Apparat angekoppelt werden kann, an dem der Servoantrieb-Beschleuniger angebracht ist. Das Kolbenstangenende 15 kann beispielsweise direkt mit einer Steu-

ϊο erfläche verbunden werden oder andererseits auch an einen Verbindungsmechanismus, beispielsweise ein Gestänge, ein Kabel od. dgl. angeschlossen werden, das wiederum mit einer Steuerfläche in Verbindung iteht. Eine mit P bezeichnete hydropneumatische Strömungsmittelquelle 16 wird von einem Schieberventil 17 gesteuert, das in dem Zylinder 18, der ebenfalls von dem Gehäuse Il umschlossen wird, verschiebbar angeordnet ist. Auf Grund der Bewegung des Schieberventils 17 strömt das hydropneumatische Strömungsmittel durch die Kanäle 19 und 20 in den Zylinder 12, um dadurch eine Bewegung der Kolbenstange 14 und des gesteuerten Apparates hervorzurufen. Die Verstellung des Schieberventils 17 wird im folgenden genauer erläutert. Das Gehäuse 11 besitzt auch ein Ende 21, das gelenkig mit dem einen Ende 22 eines Winkelhebels 23 gekoppelt ist. Der Winkelhebel 23 ist am Yerschwenkungspunkt 24 an einem Ankerkörper 25 beweglich befestigt, der seinerseits starr mit dem gesteuerten Apparat verbunden ist, wie dies das Bodensymbol 26 andeutet. Das andere Ende 27 des Winkelhebels 23 kann an eine Vorrichtung zur Erzeugung eines mechanischen Eingangssignals angeschlossen werden. Beispielsweise läßt sich das Ende 27 des Winkelhebels 23 mit einem Rad oder dem Ruder eines Schiffes oder Flugzeugs verbinden, und zwar entweder direkt oder über einige mechanische Gestängeglieder.

An dem mit dem Bezugszeichen 26 bezeichneten gesteuerten Apparat ist auch eine Vorrichtung befestigt, die einer Kraft einen Widerstand entgegensetzt, beispielsweise einen Flüssigkeitsdämpfer 31. Hierfür kann jeder beliebige, bekannte Flüssigkeksdämpfer verwendet werden, beispielsweise auch zwei bewegliche Flügel, die in gegenüberliegenden Kammern angeordnet sind, welche mit Segmenten ausgerüstet sind, die durch eine öffnung bestimmter Größe se miteinander in Verbindung stehen, daß der Bewegung der Stange 32 um den Gelenkpunkt 33 Widerstand entgegengesetzt wird. Das heißt, obgleich aul die Stange 32 eine Kraft einwirkt, die danach strebt, die Stange um den Gelenkpunkt 33 zu verschwenken, widersetzt sich die Stange 32 dieser Kraft mit cinei Gegenkraft, deren Größe von den maßgebenden Charakteristiken des Dämpfungsmechanismus abhängt und nach denen sich die einwirkende Krafi richtet. Zwischen der Stange 32 und dem Gehäuse 11 ist eine Dämpfungsl'eder 34 eingespannt, währenc dne zusätzliche Dämpfungsfeder 35 die Stange 32

mit dem Schieberventil 17 verbindet. Auf diese ventils 17 einwirkenden reduzierten Kraft das Weise werden die Bewegungsunterschiede zwischen Gleichgewicht gehalten wird, befindet sich das Schiedem Gehäuse 11 und der Stange 32 durch die Dämp- berventil 17 in seiner in Fig. 1 gezeigten Null-Stelfungsfeder 35 gekoppelt und als Eingangssignale dem lung, in der der Zustrom des gesamten Strömungs-Schieberventil 17 aufgegeben. Daraus geht hervor, 5 mittels zum Zylinder 12 abgesperrt ist.
daß, je größer die Differenz in der Bewegung ist, de- In dieser Stellung hat sich das Ende 15 der An-

sto größer ist auch das Eingangssignal für das Schie- triebsstange 14 um eine Strecke bewegt, die gleich berventil 17. Des weiteren ist das dem Schieberventil dem anfänglichen, durch den Pfeil 43 dargestellten 17 zugeführte Signal um so größer, je schneller das mechanischen Eingang plus der zusätzlichen Entfer-Gehäuse 11, bezogen auf eine beliebige auf die Stange io nung ist, die von dem Servoantrieb erzeugt wird und 32 einwirkende Widerstandskraft, bewegt wird. Des- durch den Pfeil 44 gekennzeichnet ist, wobei die halb ist die Amplitude des Signals direkt proportio- Kombination der beiden Pfeile den in F i g. 1 gezeignal der Geschwindigkeit des Eingangssignals. Mit der ten Pfeil 45 ergibt. Hier wird deutlich, daß der Hilfsentgegengesetzten Seite des Schieberventils 17 sowie antriebbeschleuniger bewirkt hat, daß die Antriebsmit einer mechanischen Rückkopplungsstange 37, 15 stange 14 und die mit dieser in Verbindung stehende die starr an der Antriebskolbenstange 14 befestigt ist, Steuerfläche oder ein anderer Mechanismus das im steht eine Rückkupplungsfeder 36 in Verbindung. ersten Fall dem Beschleunigungsmechanismus zuge-Auf diese Weise wird die Rückkupplungsstellung von führte mechanische Eingangskommandosignal tatdem Antrieb zum Schieberventil durch die Feder 36 sächlich voreilen lassen. Auf Grund dieses durch den auf das Schieberventil 17 als Rückkupplungssignal 20 Pfeil 44 angezeigten Voreilsignals spricht der gestcuübertagen. ertc Apparat schneller an, als dies anderenfalls erfol-

Beim Betrieb der Apparatur wird angenommen, gen würde.

daß auf das Ende 27 des Winkelhebels 23 ein media- Bezüglich des Flüssigkeitsdämpfers 31 wird der

nisches Eingangssignal einwirkt, auf Grund dessen Fachmann erkennen, daß sich die Stange 32 fast sich der Winkelhebel, in F i g. 1 gesehen, nach oben »5 augenblicklich zu bewegen beginnt, um dadurch der bewegt, wie dies durch den Pfeil 41 angezeigt ist. auf sie durch die oben beschriebene Bewegung des Eine derartige Aufwärtsbewegung wird durch den Gehäuses 11 einwirkenden Kraft zu folgen. Die Be-Winkelhebel auf das Ende 21 des Gehäuses 11 über- wegiingsgeschwindigkeit der Stange 32 hängt natürtragen, was zur Folge hat, daß sich das Gehäuse Hch von der Widerstandskraft ab, die von dem Strönach rechts verschiebt, wie dies durch den Pfeil 42 30 mungsmitteldämpfer ausgeübt wird und die ihrerseits angezeigt ist. Diese Bewegung wird dann entspre- eine Funktion der Öffnungsgröße, der Viskosität des chend dem Pfeil 43 auf das Ende 15 der Antriebs- Strömungsmittels u. dgl. ist. In jedem Fall ist die stange 14 übertragen. Eine derartige Bewegung hat Stange 32 bestrebt, ihre neutrale Lage einzunehmen, normalerweise zur Folge, daß die mit dem Ende 15 in der die von den Dämpfungsfedern 34 und 35 ausder Antriebsstange 14 in Verbindung stehende Steu- 35 geübten Kräfte sich an der Stange 32 im Gleichgeerfläche sich in der gewünschten Weise bewegt, wo- wicht befinden. Somit bewegt sich die Stange 32, von durch der gesteuerte Apparat entsprechend reagiert. F i £. 1 aus gesehen, nach rechts, also in die Richtung Dies würde der Fall sein, wenn der Kolben 13 und der anfänglichen Bewegung des Gehäuses 11, die die Stange 14 unverrückt an ihrem Platz gehalten oben bereits angeführt wurde. Sobald sich die Stange würden, um auf diese Weise in der Steuerkette des 40 32 nach rechts bewegt, wird die auf sie durch die Apparates ein starres, mechanisches Glied zu bilden. Rückkupplungsfeder 36 einwirkende Kraft größer al;

Wenn das Gehäuse 11 nach rechts bewegt wird. die von der Dämpfungsfeder 35 ausgeübte, was zui wie dies durch den Pfeil 42 angezeigt ist, wird durch Folge hat. daß sich das Schieberventil nach recht« die Dämpfungsfeder 34 auf die Stange 32 eine Kraft bewegt. Bei dieser Bewegung des Schieberventil! ausgeübt, die die Stange ebenfalls, in Fig. 1 gesehen, 45 nach rechts strömt Strömungsmittel aus der Quellf nach rechts bewegt. Da die Stange 32 jedoch an dem 16 durch den Kanal 19 zur rechten Seite des Zylin Flüssigkeitsdämpfer 31 befestigt ist, widersetzt sie ders 12. Eine derartige Bewegung bewirkt, daß siel sich einer derartigen Bewegung und zeigt anfänglich der Kolben 13 zusammen mit der angekoppelter das Bestreben, in einer stationären Lage zu verhar- Stange und der Rückkupplungsstange bezüglicl ren. Dies hat zur Folge, daß die Feder 35 unter 50 Fig. 1 nach links bewegt. Durch eine solche Bewe Spannung gesetzt wird und auf das Schieberventil 17 gung wird das Schieberventil 17 veranlaßt, wieder ir in Richtung nach links eine Kraft ausübt, die be- seine Null-Lage zurückzukehren. Die Bewegung de wirkt, daß sich das Schieberventil, von F i g. 1 aus Stange 32 und der Stange 37 in der oben beschriebe gesehen, nach links bewegt. Auf Grund dieser Bewe- nen Weise ist ein relativ kontinuierlicher Betrieb, bi gung des Schieberventils 17 nach links kann das 55 das Beschleunigungssignal oder Voreilsignal, da Strömungsmittel von der Quelle 16 durch die Lei- durch den Pfeil 44 dargestellt wird, aufgebraucht ist tung 20 zur linken Seite des Zylinders 12 strömen, so daß nur das anfängliche, von dem Pfeil 43 darge wodurch sich der Kolben 13 nach rechts verschiebt, stellte, mechanische Eingangssignal übrigbleibt,
wie dies durch den Pfeil 44 angezeigt ist. Wenn sich Aus dem Obigen wird deutlich, daß der in F i g.:

der Kolben 13 nach rechts bewegt, nimmt er die 60 dargestellte Servoantrieb-Beschleunigungsapparat eil Stange 14 zusammen mit der Rückkupplungsstange schnelleres, anfängliches Ansprechen des gesteuerte! 37 mit. Durch die Rückkupplungsfeder 36 erfolgt Apparats auf das ihm zugeführte Eingangsbefehlssi eine Kraftreduzierung, die beweglich der Richtuag gnal und eine allmähliche. Rückkehr in eine Befehls entgegengesetzt zu der von der Feder 35 ursprünglich stellung bewirkt, wenn kein Beschleunigungssigna ausgeübten Kraft wirkt und an der entgegengesetzten 65 vorhanden ist, wobei angenommen wird, daß das Be Seite des Schieberventils 17 auftritt. Wenn die Bewe- fehlssignal eine relativ lange Zeitspanne auf den ge gung der Rückkupplungsstange 37 ausreichend weit steuerten Apparat eingewirkt hat.
erfolgt, so daß der auf die linke Seite des Schieber- Um die Betriebsweise des erfindungsgemäßen Ser

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voantrieb-Beschleunigers noch verständlicher zu ma- prinzipien wirksam werden. Die Anordnung der chen, wird auf die verschiedenen in den F i g. 2 A, Zunge 71 bezüglich der Düsenöffnungen wird durch 2 B und 2 C gezeigten Diagramme Bezug genommen. die Kräfte gesteuert, die auf die Zungenverlängerung In jedem Fall ist dort die Zeit auf der Abszisse auf- 73 einwirken, die mit einer Dämpfungsfeder 74 und getragen. Die ordinaten Werte werden in F i g. 2 A 5 einer Rückkupplungsfeder 75 in Verbindung steht,
von der Größe des mechanischen Eingangssignals, in Die Dämpfungsfeder 74 ist an einer Stange 76 be-F i g. 2 B von der Steuerflächenstellung und in festigt, die in zwei in dem Gehäuse 11 angeordneten F i g. 2 C von der Stellung des gesteuerten Apparats Lagern 77 und 78 in Längsrichtung hin und her vergebildet. Wie aus F i g. 2 A hervorgeht, wird zu schiebbar ist. Die Stange. 76 ist mit einem nach oben einem bei 51 gezeigten Zeitpunkt dem Servoan- io ragenden Arm 79 versehen, an dem ein Zahnrad 81 trieb-Beschleuniger ein mechanisches Eingangssignal und eine Scheibe 82 gelenkig angebracht sind, die einer bei 52 gezeigten Größe im wesentlichen als eine aus bekanntem, für Wirbelströme geeigneten Mate-Schrittfunktion aufgegeben, beispielsweise als Ein- rial gefertigt ist. Am Gehäuse 11 ist ein Permanentgangssignal, das auf das Ende 27 des Winkelhebels magnet 83 starr befestigt, der mit nach unten weisen-23 in F i g. 1 einwirkt. Zum Zweck der Erläuterung 15 den Endabschnitten 84 ausgerüstet ist, die auf jeder bleibt die bei 52 gezeigte Größe des Eingangssignals Seite der Wirbelstromscheibe 82 liegen und in beeine lange Zeitspanne in ihrer Wirkung auf das Sy- kannter Weise ein auf die Wirbelstromscheibe 82 stem erhalten. einwirkendes magnetisches Feld erzeugen. In zwei im

Auf Grund der Einwirkung des mechanischen Ein- Gehäuse 11 getragenen Lagern 86 und 87 ist eine gangssignals verändert sich in einer relativ kurzen ao Zahnstange 85 längs verschiebbar angeordnet. Bei 89 Zeitspanne, wie dies bei 55 gezeigt ist, die Lage der ist an dem Ende 22 des Winkelhebels 23 ein Verbin-Steuerfläche aus einer bestimmten, im \iresentlichen dungsglied 88 gelenkig angebracht. Das andere Ende konstanten, bei 53 dargestellten in eine bei 54 ge- des Verbindungsglieds 88 ist, wie bei 91 gezeigt, gezeigte Stellung. Von diesem Punkt nähert sich die lenkig mit der Zahnstange 88 verbunden. Die Zähne Lage der Steuerfläche einem konstanten Zustand, der as 92 der Zahnstange 85 kämmen mit den Zähnen des von der Eingangsgröße 52 des Eingangssignals cha- Zahnrads 81, das an der Wirbelstromscheibe 82 starr rakterisiert wird, wobei die Zustandsveränderung der befestigt ist. Die Wirbelstromscheibe 82 bildet in bei 56 gezeigten Kurve folgt. Verbindung mit dem Permanentmagneten 83, die

Auf Grund der schnellen Änderung der in Vorrichtung oder den Dämpfer zur Erzeugung der F i g. 2 B dargestellten Steuerflächenlage verändert 30 Widerstandskraft, von der ein Verzögerungssignal sich die Stellung des gesteuerten Apparates sehr oder ein Beschleunigungssignal ausgehen, das proschnell entlang der Kurve 62 aus einer bei 61 gezeig- portional der Geschwindigkeit des auf mechanischem ten Lage und passiert den gewünschten On, wobei Weg der Beschleunigungsvorrichtung des Servoansie sich etwas über diesen Ort hinaus bewegt. Wenn triebs zugeführten Eingangssignals ist.
danach die Steuerfläche in einer gleichförmigen Re- 35 Wenn beim Betrieb des in F i g. 3 dargestellten aktion auf das einen konstanten Zustand bewirkende Apparats angenommen wird, daß die Bedienungsper-Eingangssignal in die dargestellte Lage zurückkehrt, son in der durch den Pfeil 41 gezeigten Richtung ein nähert sich der gesteuerte Apparai asymptotisch der mechanisches Eingangssignal aufgegeben hat, das gewünschten Stellung. Wird als Vergleich der gleiche eine Bewegung des Gehäuses nach rechts verursacht gesteuerte Apparat, aber ohne den in F i g. 1 gezeig- 40 wie dies durch den Pfeil 42 angezeigt ist, so wird ten Servoantrieb-Beschleuniger herangezogen, so er- deutlich, daß die Bewegung des Gehäuses 11 von folgt dessen Reaktion entlang der in F i g. 2 C gezeig- dem Arm 22 des Winkelhebels 23 weggerichtet ist. ten, gestrichelten Linie. Daraus wird deutlich, daß Diese Bewegung wird dann durch das Verbindungsder gesteuerte Apparat die gewünschte Stellung glied 88 auf die Zahnstange 85 übertragen, wodurch ziemlich schnell erreicht, sich über diese Stellung 45 die Zahnstange bezüglich des Gehäuses 11, von hinaus bewegt und dann sich mit der Beschleuni- F i g. 3 aus gesehen, nach links gezogen wird. Diese gungsvorrichtung der gewünschten Stellung allmäh- Bewegung hat ein anfängliches Drehen der Wirbellich nähert, während der gewünschten Stellung ohne Stromscheibe in Richtung des Pfeils 93 zur Folge. Bei Beschleunigungsvorrichtung nur asymptotisch näher- Beginn dieser Drehung setzen die von dem Kraftfeld gekommen werden kann. 5° des Magneten 83 erzeugten Kräfte der Drehung der

Obgleich in der obigen Beschreibung auf den in Wirbelstromscheibe eine Gegenkraft oder einen F i g. 1 dargestellten Apparat Bezug genommen Widerstand entgegen. Deshalb wird diese nach links wurde, dem ein mechanisches Eingangssignal, darge- erfolgende Bewegung der Zahnstange 85 durch das stellt durch den Pfeil 41 in Fig. 1, zugeführt wird, Zahnrad 81 auf den Arm 79 und die Stange 76 überleuchtet ein, daß sich bei Aufgabe eines Eingangssi- 55 tragen, wodurch die Stange 76 veranlaßt wird, sich, gnals in der entgegengesetzten Richtung ähnliche Er- von F i g. 3 aus gesehen, nach links zu verschieben, gebnisse erreichen lassen, die bezüglich der oben be- Auf Grund dieser Linksbewegung wird dann durch schriebenen nur umgekehrt sind. die Dämpfungsfeder 74 auf die Flügelverlängerung

In F i g. 3 ist in schematischer Form ein Hilfsan- 73 eine Kraft ausgeübt, die zur Folge hat, daß sich trieb-Beschleunigungsapparat dargestellt, der einer 60 der Flügel 71 der auf der rechten Seite in F i g. 3 beweiteren Ausführunesform eines Steuersystems ent- findlichen Düse 72 nähert. Auf diese Weise kann das spricht. Der Fachmann wird erkennen, daß der in Strömungsmittel von der Quelle 16 durch den Kanal Fig. 3 gezeigte Apparat ein Steuerventil zur Steue- 20 auf die linke Seite des Zylinders 12 strömen, woruna. der Bewegung des Schieberventils 17 enthält, durch die Antriebsstange 14 zusammen mit der das" seinerseits die Strömungsmittelbeaufschlagung 65 Rückkupplungsstange 37 nach rechts verschoben des Zylinders 12 in der oben beschriebenen Weise werden. Durch die Rückkupplungsfeder 75 wird steuert. Das Steuerventil besitzt eine Zunge 71 und dann an die Flügelverlängerung 73 ein Rückkuppzwei Düsen 72, die beide nach bekannten Arbeits- lungssignal abgegeben, das das Eingangssignal auf-

hebt, sobald die Stange die gewünschte Stellung erreicht hat. Wie bei der Ausführungsform nach Fig.] wird durch die Feder 75 auf die Flügelverlängerung 73 ein Rückkupplungssignal ausgeübt, wodurch die gleichen Ergebnisse erreicht werden. Während dieses Betriebsablaufs dreht sich die Wirbelstromscheibe im Gegenuhrzeigersinn, als durch den Pfeil 93 angezeigt, wodurch eine entgegengesetzt gerichtete Kraft auf die Flüge!verlänge^rung 73 einwirkt. Diese Phase des Betriebs dauert so lange, bis die von den Federn 74 und 75 ausgeübten Kräfte an der Flügelverlängerung 73 im Gleichgewicht sind. Auch hier wird der Fachmann leicht erkennen, daß sich in einfacher Weise ein in die entgegengesetzte Richtung wirkendes Signal aufdrücken läßt, das zu entgegengesetzten Ergebnissen führt.

Eine weitere Ausführungsform eines Steuersystems ist in F i g. 4 dargestellt. Hierbei werden die Widerstandskraft oder das Beschleunigungssignal auf elektrischem Wege erzeugt. Beispielsweise läßt sich ein Potentiometer mit einem Widerstardselement 101 vorsehen, dessen eine Anschlußklemme 102 an eine mit dem Symbol V bezeichnete Spannungsquelle angeschlossen ist, während seine andere Anschlußklemme 103 beispielsweise mit einem punktkonstanten Potential wie der Erde 104. Der bewegliche Arm 105 des Potentiometers ist an dem Winkelhebel 23 befestigt und dadurch beweglich. Eine Leitung 106 steht mit einem Mittelabgriff 107 des Widerstandelementes 101 in Verbindung und liefert ein Eingangssignal an ein Rechengerät 108. Auch der bewegliche Arm 105 gibt ein Eingangssignal an das Rechengerät 108 ab. Der Aufbau des Rechengerätes ist dem Fachmann überlassen und wird aus der folgenden Betriebsbeschreibung verständlich. Wenn beispielsweise die an das Widerstandselement 101 des Potentiometers angeschlossene Spannungsquelle eine Gleichstromquelle ist, dann kann das Rechengerät ein einfaches ÄC-Differenziergerät sein. Das Ausgangssignal dieses Rechengerätes wird dann durch die Leitungen 109 und 110 als Eingangssignal in bekannter Weise an einen Drehmomentmotor 101 abgegeben. Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung eines elektrischen Signals, das proportional der Steuergeschwindigkeit ist, ergibt sich mit Hilfe eines entweder linearen oder umlaufenden Drehzahlgenerators 121, der entweder ein Wechselstrom- oder Gleichstromsignal liefert. Ein Wechselstromsignal würde vor der Einspeisung in den Drehmomentmotor in einem geeigneten Stromkreis gleichgerichtet. Der Drehzahlgenerator kann beispielsweise mit dem Winkelhebel 23 für das Eingangssignal gekoppelt sein, wie dies durch die gestrichelte Linie 122 in F i g. 4 gezeigt ist, oder auch durch ein Getriebe mit dem Winkelhebel in Verbindung stehen, das ähnlich demjenigen für die in F i g. 3 gezeigte Wirbelstromdämpfung sein kann. Der Ausgang kann dann, wie durch die unterbrochenen Linien 123 und 124 gezeigt ist, mit dem Drehmomentmotor in Verbindung stehen. Die Eingangssignale können beispielsweise selbstverständlich auch von einem Stabilitätssteigerungssignalerzeuger 112 an den Drehmomentmotor 111 geliefert werden. Der Drehmomentmotor 111 wird in bekannter Weise zur Steuerung des hydropneumatischen Verstärkers verwendet, der wiederum in der oben beschriebenen Weise die Strömung des hydropneumatischen Strömungsmittels zum Antrieb steuert. Wie durch den Pfeil 113 angezeigt, wird von dem Antrieb ein Rückkupplungssignal erzeugt und in bekannter Weise wieder dem hydropneumatischen Verstärker zugeführt, von dem eine Ausführungsform in F i g. 3 dargestellt ist.

Im obigen wurde ein hydropneumatischer Servoantrieb-Beschleunigermechanismus beschrieben, der einfach aufgebaut ist und sich so in Reihe in ein Steuerglied einfügen läßt, daß er eine schnellere Anfangsreaktion eines gesteuerten Apparats bewirkt, als dies mit Hilfe eines Voreilsignals der Fall ist, das der Steuerfläche zugeführt wird, die den gesteuerten Ap-

parat auf Grund der Befehlssignale verstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Steuersystem zur Einstellung eines gesteuerten Apparates in Abhängigkeit von dem System zugeführten mechanischen Eingangsbefehlssignalen, wobei der gesteuerte Apparat zeitlich verzögert auf die Befehlssignale anspricht und das Steuersystem eine mechanische Eingangssignalvorrichtung, ein Stellungssteuerglied, das eine Änderung in der Einstellung des gesteuerten Apparates bewirkt, sowie einen Antrieb aufweist, der an das Stellungssteuerglied angeschlossen ist, wobei ferner eine erste Kupplungsvorrichtung vorhanden ist, mit der die Eingangssignalvorrichtung zwecks direkt proportionaler Steuerung des Antriebs durch die Eingangssignalvorrichtung an den Antrieb anschließbar ist, wobei ferner ein hydropneumaiischer Verstärker vorgesehen ist, der mit einer Eingangssignalempfangsvorrichtung versehen und an den Antrieb zur Verstärkung der Antriebsenergie dieses Antriebs angeschlossen ist, und wobei schließlich eine zweite Kupplungsvorrichtung vorhanden ist, mit der die Eingangssignalvorrichtung an die Eingangssignalempfangsvorrichtung anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupp lungsvorrichtung (34, 35) einen Signalwandler (31, 32) aufweist, der auf das Eingangsbefehlssigna] (23) anspricht, um ein von dem hydropneumatischen Verstärker (17) abgegebenes Ausgangssignal zu erzeugen, das der Geschwindigkeit des Eingangsbefehlssignals proportional ist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler einen Flüssigkeitsdämpfer (31) aufweist und daß zwischen dem Flüssigkeitsdämpfer (31) und der ersten Kupplungsvorrichtung (11) eine Stange (32) geschaltet ist, die mit der Eingangssignalempfangsvorrichtung in Verbindung steht.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler einen magnetischen Dämpfer (82, 83, 84) aufweist und daß zwischen diesem magnetischen Dämpfer und der ersk-n Kupplungsvorrichtung (11) eine Stange (32) geschaltet ist.

4. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler (31) eine Vorrichtung (101, 108, 112. 121) zur Erzeugung elektrischer Signale aufweist.

5. Steuersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mechanische Rückkopplungseinrichtung (74, 75), die zwischen den Antrieb (12, 13, 14) und den hydropneumatischen Veistärker (17) geschaltet ist.

6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler (31) einen Dämpfer aufweist, der einen ersten Körper (34) und einen zweiten Körper (35) besitzt, wobei der zweite Körper relativ zu dem ersten Körper beweglich ist, und der erste Körper die Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten steuert.

7. Steuersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper ein Magnet (83) ist und daß der zweite Körper eine Wirbelstromscheibe (82) ist, die neben dem Magneten (83) um eine Achse drehbar ist, welche in bezug auf den Magneten (83) proportional zu der Geschwindigkeit des mechanischen Eingangssignals bewegbar ist.

8. Steuersystem nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Stange (76), die mit der Drehachse verbunden und zusammen mit dieser beweglich ist, sowie durch eine Federvorrichtung (74, 75), die die Bewegung der Stange (76) auf die Verstärkereingangs-Signalempfangsvorrichtung überträgt.

9. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (101, 108, 112, 121) zur Erzeugung elektrischer Signale mit einer Einrichtung zur Lieferung eines elektrischen Signals versehen ist, das proportional der Größe und Richtung des mechanischen Eingangsbefehlssignals ist, und daß das elektrische Signal über ein Rechengerät (108) auf den Verstärker (17) übertragbar ist.

10. Steuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereingangs-Signalempfangsvorrichtung ein Drehmomentmotor (111) ist und daß die elektrische Signalerzeugungsvorrichtung ein Potentiometer (101) ist, das an die mechanische Eingangssignalvorrichtung (23) angeschlossen ist, und daß das Rechengerät (108) ein ÄC-Differenziergerät ist.

11. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Signalerzeugungsvorrichtung einen Drehzahlgenerator (121) aufweist, der an die mechanische Eingangssignalvorrichtung (23) angeschlossen ist.