DE1673551C3

DE1673551C3 - Steuersystem

Info

Publication number: DE1673551C3
Application number: DE1673551A
Authority: DE
Inventors: George Thomas Baltus; Raymond Warmuz
Original assignee: Bell Aerospace Corp Niagara Falls Ny (vsta)
Current assignee: Bell Aerospace Corp Niagara Falls Ny (vsta)
Priority date: 1966-04-08
Filing date: 1967-04-07
Publication date: 1974-10-03
Also published as: DE1673551A1; US3398646A; DE1673551B2; GB1148544A

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuersystem zur Einstellung eines gesteuerten Apparates in Abhängigkeit von dem System zugeführten mechanischen F.ingangsbefehlssignalen. wobei der gesteuerte Apparat zeitlich verzögert auf die Befehlssignale anspricht und das Steuersystem eine mechanische Eingangssignalvorrichtung, ein Stellungssteuerglied, das cinr Änderung in der Einstellung des gesteuerten Apparates bewirkt, sowie einen Antrieb aufweist, tkc 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

So Lt. wobei ferner ein hydropneumatischer Verstärker vorgesehen ist. der mit einer Eingangssignalcmpfangsvorrichtung 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.

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 Luftklappcn oder Luftschrauben, führt.

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

technischer Regelvorgänge, 1960, S. 78 bis 81 und in der e·» das mechanische Eingangssigna! !.niet. Das S -41 bit. 252j, wobei anfänglich eine gewisse Über- mechanische Eingangssignal wird gleichzeitig sowohl steuerung erfolgt, die spüter auf den gewünschten der Vorrichtung zugeführt, die das Beschleunigungs-Sollwert zurückläuft. Die hierfür bisher verwendeten signal erzeugt als auch der Antriebsvorrichtung. Der Steuereinrichtungen sind jedoch verhällnismäUig auf- 5 Apparat enthält einen hydropneumatischen Verstärwendig, wodurch auch die Betriebssicherheit der ker, der das Signal von der das Beschleunigmtgss·- Steuervorrichtung und damit des zu steuernden Ap- gnal erzeugenden Vorrichtung empfängt und als Folge parates leidet. Dies ist vor allem für Luftfahrzeuge dessen den Antrieb mit hydropneumatischetn Strövon entscheidender Bedeutung, weil sich hier im mungsmittel beliefert, wodurch dieser in entspre-Steuersystem auftretende Fehler verhängnisvoll aus- io chender Weise reagiert,
wirken können. I_n Fig. I ist eine bevorzugte Ausführungsform

Des weiteren ist ein hydropneumatischer Verstär- eines Servoantrieb-Beschleunigers dargestellt. Von

ker für Steuervorrichtungen bekanntgeworden, dor einem Gehäuse 11 wird ein Zylinder 12 gebildet, in

direkt an die das Eingangssignal liefernde Vorrich- dem sich ein Antriebskolben 13 befindet. Der An-

tung angeschlossen und nicht über eine Dämpfungs- 15 triebskolben 13 steht mit einer Kolbenstange 14 in

einrichtung geschaltet ist Zwischen diesem Verstär- Verbindung, an deren Ende 15 der gesteuerte Appa-

ker und der Eingangssignalvorrichttmg tritt deshalb rat angekoppelt werden kann, an dem der Servoan-

uueh keine Signalbeschleunigung auf (französische trieb-Beschleuniger angebracht ist. Das Kolbcnstan-

Patentschrift !3151 19). genende 15 kann beispielswc -e direkt mit einer Steu-

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die bei der 2° erfiäche verbunden werden oder andererseits auch an

Übertragung von Steuerbefehlen normalerweise auf einen Vcrbindungsmechanismus. beispielsweise ein

Grund der dem zu regelnden bzw. steuernden Svstem Gestänge, ein Kabel od. dgl. angeschlossen werden,

innewohnenden Trägheit auftretende Verzögerung zu das wiederum mit einer Steuerfläche in Verbindung

beseitigen, die insbesondere bei Luftfahrzeugen zu sieht. Eine mit P bezeichnete hydropneumatische

unerwünschten Verzögerungen bei der Ausführung 25 Strömungsmittelquelle 16 wird von einem Schieber-

von Steuerbefehlen führt. ventil 17 gesteuert, das in dem Zylinder \S. der

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- ebenfalls von dem Gehäuse 11 umschlossen wird,

!löst, daß das hydropneumatische Steuersystem der verschiebbar angeordnet ist. Auf Grund der Bewe-

«-'ingangs genannten Art so ausgebildet wird, daß die gung des Schieberventils 17 strömt das hydropneu-

zweite Kupplungsvorrichtung einen Signalwandler 3" matische Strömungsmittel durch die Kanäle 19 und

aufweist, der auf das Eingangsbefehlssignal an- 20 in den Zylinder 12. um dadurch eine Bewegung

spricht, um ein von dem hydropneumatischen Ver- der Kolbenstange 14 und des gesteuerten Apparates

stärker abgegebenes Ausgangssignal zu erzeugen, das hervorzurufen. Die Verstellung des Schiebcrventils

der Geschwindigkeit des Eingangsbefehlssignals pro- 17 wird im folgenden genauer erläutert. Das Gehäuse

portiona! ist. 35 || besitzt auch ein Ende 21, das gelenkig mit dem

Die mit der Erfindung erzJelbaren Vorteile beste- einen Ende 22 eines Winkelhebcls 23 gekoppelt ist. heu insbesondere darin, daß bei der Übertragung von Der Winkelhebel 23 ist am Verschwenkungspunkt 24 Steuerbefehlen eine Signalbeschleunigung auftritt an einem Ankerkörper 25 beweglich befestigt, der und die hierfür erforderlichen Steuereinrichtungen seinerseits starr mit dem gesteuerten Apparat ve γι crhältmsmäßig einfach sind, nu bundcn ist, wie dies das Bodensymbol 26 andeutet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Das andere Ende 27 des Winkelhtbels 23 kann an

den Untcransprüchen zu entnehmen. In der Zeich- eine Vorrichtung zur Erzeugung eines mechanischen

nung zeigt Eingangssignals angeschlossen werden. Beispiels-

F ig. I eine .schematische Darstellung einer Aus- weise läßt sich das Ende 27 des Winkelhebcls 23 mit führungsform einer hydropneumatischen Servoan- .15 einem Rad oder dem Rurler eines Schiffes oder Flugtrieb-Steuervorrichtung, /euas verbinden, und zwar entweder direkt oder über

Fig. 2A. 2B und 2C Schaubildcr der Ansprech- eink'.e mechanische Gestängcglieder.
zeit eines gesteuerten Apparats, der mit einer hy- An dem m^;i dem Bezugszcichcn 26 bezeichneten !iropneumutischcn Servoantrieb-Bcschleunigungsvor- ucsleuertcn Apparat ist auch eine Vorrichtung befeuchtung ausgerüstet ist, 50 ,tigt. die einer Kraft einen Widerstand entgegensetzt.

F i g. 3 eine andere Ausfiihrungsform eines hy- beispielsweise einen Flüssigkeitsdämpfer 31. Hierfür

!!»»pneumatischen Beschleunigers mit Servoantrieb kanr jeder beliebige, bekannte Flüssigkeitsdämpfcr

tind verwendet werden, beispielsweise auch zwei bcwcg-

FiL'. 4 eine teilweise, in Blockform gezeigte sehe- liehe Flügel, die in gegenüberliegenden Kammern an-

Inatischc Darstellung einer weitrren Ausfiihriings- 55 ncorjnet sind, weiche mit Segmenten ausgerüstet

form eines hydropneumatischen Servoantrieb-Be- sind, die durch eine Öffnung bestimmter Größe so

iclileunigers, miteinander in Verbindung stehen, daß der Bewe-

Fin hydropneumatischer Servoantricb-Beschleuni- gung der Stange 32 um den Gclenkpunkt 33 Wiclcr-

ger, der zur Einstellung eines gesteuerten Apparats stand entgegengesetzt wird. Das hcilM, obgleich auf

mittels eines zugeführten mechanischen Befehlssi- 6" die Stange 32 eine Kraft einwirkt, die danach strebt,

gnals benutzt wird, enthält einen Antrieb, der mit dem die Stange urr den Gclenkpunkt 33 zu verschwenken,

gesteuerten Apparat verbunden werden kann und der widersetzt sich die Stange 32 dieser Kraft mit einer

mechanische Fingangssignalc von der Betriebsperson Gegenkraft, deren Größe von den maßgebenden

des Apparats empfangt. An dem Apparat ist eine Charakteristiken des Dämpfungsmcchanismus <ib-

Vnrrichtung /w Er/eutumg eines Beschleiinigungs- fi.; hängt und nach denen sich die einwirkende Kraft

Signal«; m»ebracbl. 'lessen Amplitude proportional richte;. Zwischen der Stange 32 und dem Gehäuse 11

der Geschwindigkeit des mechanischen Eingangssi- ist eine Dänipfungsfedcr 34 eingespannt, während

unals ist und das ferner eine Phasenbe/iehiinc besitzt. eine zusätzliche DämnfutifTsfcder 3S rlie Slam«· 3?

mil dem Schieberventil 17 verbindet. Auf diese Weise werden die Bewegungsunlerschiedc zwischen dem Gehäuse 11 und der Stange 32 durch die Dämpfungsfeder 35 gekoppelt und als Eingangssignal dem Schieberventil 17 aufgegeben. Daraus geht hervor, daß, je größer die Differenz in der Bewegung ist, desto größer ist auch das eingangssignal für das Schieberventil 17. Des weiteren ist das dem Schieberventil 17 zugeführte Signal um so grüßer, je schneller das Gehäuse 11, bezogen auf eine beliebige auf die Stange 32 einwirkende Widerstandskraft, bewegt wird. Deshalb ist die Amplitude des Signals direkt proportional der Geschwindigkeit des Eingangssignals. Mit der entgegengesetzten Seite des Schicberventils 17 sowie mit einer mechanischen Rückkopplungsstange 37, die starr an der Antriebskolbenstange 14 befestigt ist, steht eine Rückkiipplungsfeder 36 in Verbindung. Auf diese Weise wird die Rückkupplungsstellung von dem Antrieb zum Schieberventil durch die Feder 36 auf das Schiebervcntil 17 als Rückkupplungssignal übertagen.

Beim Betrieb der Apparatur wird angenommen, daß auf das Ende 27 des Winkelhebels 23 ein mechanisches Eingangssignal einwirkt, auf Grund dessen sich der Winkelhebel, in F i g. 1 gesehen, nach oben bewegt, wie dies durch den Pfeil 41 angezeigt ist. Eine derartige Aufwärtsbewegung wird durch den Winkelhebel auf das Ende 21 des Gehäuses 11 übertragen, was zur Folge hat, daß sich das Gehäuse nach rechts verschiebt, wie dies durch den Pfeil 42 angezeigt ist. Diese Bewegung wird dann entsprechend dem Pfeil 43 auf das Ende 15 der Antriebsstange 14 übertragen. Eine derartige Bewegung hat normalerweise zur Folge, daß die mit dem Ende 15 der Antriebsstange 14 in Verbindung stehende Steuerfläche sich in der gewünschten Weise bewegt, wodurch der gesteuerte Apparat entsprechend reagiert. Dies würde der Fall sein, wenn der Kolben 13 und die Stange 14 unverrückt an ihrem Platz gehalten würden, um auf diese Weise in der Steuerkette des Apparates ein starres, mechanisches Glied zu bilden.

Wenn das Gehäuse 11 nach rechts bewegt wird, wie dies durch den Pfeil 42 angezeigt ist, wird durch die Dämpfungsfeder 34 auf die Stange 32 eine Kraft ausgeübt, die die Stange ebenfalls, in F i g. 1 gesehen, nach rechts bewegt. Da die Stange 32 jedoch an dem Flüssigkeitsdämpfer 31 befestigt ist, widersetzt sie sich einer derartigen Bewegung und zeigt anfänglich das Bestreben, in einer stationären Lage zu verharren. Dies hat zur Folge, daß die Feder 35 unter Spannung gesetzt wird und auf das Schieberventil 17 in Richtung nach links eine Kraft ausübt, die bewirkt, daß sich das Schieberventil, von F i g. 1 aus gesehen, nach links bewegt. Auf Grund dieser Bewegung des Schieberventils 17 nach links kann das Strömungsmittel von der Quelle 16 durch die Leitung 20 zur linken Seite des Zylinders 12 strömen, wodurch sich der Kolben 13 nach rechts verschiebt, wie dies durch den Pfeil 44 angezeigt ist. Wenn sich der Kolben 13 J"³⁰" rechts bewegt, nimmt er die Stange 14 zusammen mit der Rückkupplungsstange 37 mit- Durch die Rückkupplungsfeder 36 erfolgt eine Kraftreduzienmg, die beweglich der Richtung

teeeengeselztztt der von der Feder 35 ursprünglich IgbtE» Kraft «irkt und an der entgegengesetzten f desScinebeiveätils 17 auftritt. Wenn die Bewe-R^kkttppj^ngsstange 37 ausreichend weit . AaS diör'äilf die linke Seite des Schieber-

venlils 17 einwirkenden reduzierten Kraft cla< Gleichgewicht gehalten wird, befindet sich das Schic bervcntil 17 in seiner in Fig. I gezeigten Null-Stcl hing, in der der Zustrom des gesamten Strömlings mittels /um Zylinder 12 abgesperrt ist.

In dieser Stellung hat sich das Ende 15 der An triebsslange 14 um eine Strecke bewegt, die gleiel dem anfängliehen, durch den Pfeil 43 dargestellter mechanischen Eingang plus der zusätzlichen Entfer

ίο nung ist, die von dem Servoantrieb erzeugt wird um durch den Pfeil 44 gekennzeichnet ist, wobei di< Kombination der beiden Pfeile den in Fig. I gezeig ten Pfeil 45 ergibt. Hier wird deutlich, daß der Hilfs antriebbcschleunigcr bewirkt hat, daß die Antriebsstange 14 und die mit dieser in Verbindung stehende Steuerfläche oder ein anderer Mechanismus das irr ersten Fall dem Beschleunigungsmechanismus zugeführte mechanische Eingangskommandosignal tat sächlich vorcilen lassen. Auf Grund dieses durch der Pfeil 44 angezeigten Voreilsignals spricht der gesteuerte Apparat schneller an, als dies anderenfalls erfolgen würde.

Bezüglich des Flüssigkeitsdämpfers 31 wird dei Fachmann erkennen, daß sich die Stange 32 fasl

a5 augenblicklich zu bewegen beginnt, um dadurch dei auf stc durch die oben beschriebene Bewegung de« Gehäuses II einwirkenden Kraft zu folgen. Die Be wegungsgeschwindigkeit der Stange 32 hängt natür lieh von der Widerstandskraft ab, die von dem Stm·

mungsmitteldämpfer ausgeübt wird und die ihrerseit« eine Funktion der Öffnungsgröße, der Viskosität des Strömungsmittels u.dgl. ist. In jedem Fall ist die Stange 32 bestrebt, ihre neutrale Lage einzunehmen in der die von den Dämpfungsfedern 34 und 35 aus-

geübten Kräfte sich an der Stange 32 im Gleichgewicht befinden. Somit bewegt sich die Stange 32, von F i g. 1 aus gesehen, nach rechts, also in die Richtung der anfänglichen Bewegung des Gehäuses 11, die oben bereits angeführt wurde. Sobald sich die Stange

32 nach rechts bewegt, wird die auf sie durch die Rückkupplungsfeder 36 einwirkende Kraft größer als die von der Dämpfungsfeder 35 ausgeübte, was zur Folge hat, daß sich das Schieberventil nach rechts bewegt. Bei dieser Bewegung des Schieberventils

nach rechts strömt Strömungsmittel aus der Quelle 16 durch den Kanal 19 zur rechten Seite des Zylinders 12. Eine derartige Bewegung bewirkt, daß sich der Kolben 13 zusammen mit der angekoppelten Stange und der Rückkupplungsstange bezüglich

F i g. I nach links bewegt. Durch eine solche Bewegung wird das Schieberventil 17 veranlaßt, wieder ir seine Null-Lage zurückzukehren. Die Bewegung dei Stange 32 und der Stange 37 in der oben beschriebenen Weise ist ein relativ kontinuierliche! Betrieb, bis

das Beschleunigungssignal oder Voreilsignal, da: durch den Pfeil 44 dargestellt wird, aufgebraucht ist so daß nur das anfängliche, von dem Pfeil 43 dargestellte, mechanische Eingangssignal übrigbleibt
Aus dem Obigen wird deutlich, daß der in Fig. 1

So dargestellte Servoantrieb-BescMeunigimgsapparat ein schnelleres, anfängliche» Ansprechen des gesteuerter Apparats auf das ihra zageführte Eingangsbefehlssignal und eine aflmähßgtfa&Rifckkehr in eine Befehlsstellung bewirkt, jj|gi|ny|jiirn. ,Besehleunigungssigna

vorhanden lsi, TjBjiipitegffcftnftfen -wc 1, daß das Befehlssigna! eme^jjpMJliirilligteitSDa 11 ne auf den gesteuerten Api
^ji di

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voantrieb-Beschleunigers noch verständlicher zu ma- prinzipien wirksam werden. Die Anordnung der chen, wird auf die verschiedenen in den Fig.2A, Zunge 71 bezüglich der Düsenöffnungen wird durch 2 B und 2C 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 Fig. 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-Fi^ 2 B von der Steuerflächenstellung und in festigt, die in zwei in dem Gehäuse 11 angeordneten Fig. iC von der Stellung des gesteuerten Apparats Lagern 77 und 78 in Längsrichtung hin und her vergebildel. Wie aus Fig. 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 stern 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, ν ie dies bei 55 gezeigt ist, die Lage der ist an dem Ende 22 des Winkelhebels 23 ein Verbin-Steuerfläche aus einer bestimmten, im wesentlichen 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 Ort, 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 Apparat 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 Beschieuni- Fig. 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. 50 des Magneten 83 erzeugten Kräfte der Drehung der

Obgleich in der obigen Beschreibung auf den in Wirbelslromscheibe 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 Fig. 3 beweiteren Ausführungsform 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, worung 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-

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hebt, sobald die Stange die gewünschte Stellung er- die Leitungen 109 und 110 als Eingangssignal in bereicht hat. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. I kannter Weise an einen Drehmomentmotor 101 abwird durch die Feder 75 auf die Flügelverlängerung gegeben. Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung 73 ein Rückkupplungssignal ausgeübt, wodurch die eines elektrischen Signals, das proportional der Steuglcichen Ergebnisse erreicht werden. Während dieses 5 ergeschwindigkeit ist, ergibt sich mit Hilfe eines ent-Betriebsablaufs dreht sich die Wirbelstromscheibe im weder linearen oder umlaufenden Drehzahlgenera-Gegenuhrzeigersinn, als durch den Pfeil 93 angezeigt, tors 121, der entweder ein Wechselstrom- oder wodurch eine entgegengesetzt gerichtete Kraft auf die Gleichstromsignal liefert. Ein Wechselstromsignal Flügelverlängerung 73 einwirkt. Diese Phase des Be- würde vor der Einspeisung in den Drehmomentmotriebs dauert so lange, bis die von den Federn 74 und io tor in einem geeigneten Stromkreis gleichgerichtet. 75 ausgeübten Kräfte an der Flügelverlängerung 73 Der Drehzahlgenerator kann beispielsweise mit dem im Gleichgewicht sind. Auch hier wird der Fach- Winkelhebel 23 für das Eingangssignal gekoppelt mann leicht erkennen, daß sich in einfacher Weise sein, wie dies durch die gestrichelte Linie 122 in ein in die entgegengesetzte Richtung wirkendes Si- Fig.4 gezeigt ist, oder auch durch ein Getriebe mit gnal aufdrücken läßt, das zu entgegengesetzten Er- 15 dem Winkelhebel in Verbindung stehen, das ähnlich gebnissen führt. demjenigen für die in F i g. 3 gezeigte Wirbelstrom-Eine weitere Ausführungsform eines Steuersystems dämpfung sein kann. Der Ausgang kann dann, wie ist in Fig.4 dargestellt. Hierbei werden die Wider- durch die unterbrochenen Linien 123 und 124 gestandskraft oder das Beschleunigungssignal auf elek- zeigt ist, mit dem Drehmomentmotor in Verbindung trischem Wege erzeugt. Beispielsweise läßt sich ein *<> stehen. Die Eingangssignale können beispielsweise Potentiometer mit einem Widerstandselement 101 selbstverständlich auch von einem Stabilitätssteigevorsehen, dessen eine Anschlußklemme 102 an eine rungssignalerzeuger 112 an den Drehmomentmotor mit dem Symbol V bezeichnete Spannungsquelle an- 111 geliefert werden. Der Drehmomentmotor 111 geschlossen ist, während seine andere Anschluß- wird in bekannter Weise zur Steuerung des hydroklemme 103 beispielsweise mit einem punktkonstan- »5 pneumatischen Verstärkers verwendet, der wiederum ten Potential wie der Erde 104. Der bewegliche in der oben beschriebenen Weise die Strömung des Arm 105 des Potentiometers ist an dem Winkelhebel hydropneumatischen Strömungsmittels zum Antrieb 23 befestigt und dadurch beweglich. Eine Leitung steuert. Wie durch den Pfeil 113 angezeigt, wird von 106 steht mit einem Mittelabgriff 107 des Wider- dem Antrieb ein Rückkupplungssignal erzeugt und in Standelementes 101 in Verbindung und liefert ein 30 bekannter Weise wieder dem hydropneumatischen Eingangssignal an ein Rechengerät 108. Auch der Verstärker zugeführt, von dem eine Ausführungsbewegliche Arm 105 gibt ein Eingangssignal an das form in Fig. 3 dargestellt ist.

Rechengerät 108 ab. Der Aufbau des Rechengerätes Im obigen wurde ein hydropneumatischer Servoist dem Fachmann überlassen und wird aus der fol- antrieb-Beschleunigermechanismus beschrieben, der genden Betriebsbeschreibung verständlich. Wenn 35 einfach aufgebaut ist und sich so in Reihe in ein beispielsweise die an das Widerstandselement 101 Steuerglied einfügen läßt, daß er eine schnellere Andes Potentiometers angeschlossene Spannungsquelle fangsreaktion eines gesteuerten Apparats bewirkt, als eine Gleichstromquelle ist, dann kann das Rechenge- dies mit Hilfe eines Voreilsignals der Fall tat, das der rät ein einfaches flC-Differenziergerät sein. Das Aus- Steuerfläche zugeführt wird, die den gesteuerten Apgangssignal dieses Rechengerätes wird dann durch 40 parat auf Grund der Befehlssignale versteilt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Steuersystem zur Einstellung eines gesteuerten Apparates in Abhängigkeit von dem System zugeführten mechanischen Eingangsbefehlssignalen, wobei der gesteuerte Apparat zeitlich verzögert auf die Befehlsstgnate 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 hydropneumatischer 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 Kupplungsvorrichtung (34, 35) einen Signalwandler (31, 32) aufweist, der auf das Eingangsbefehl.ssignal (23) anspricht, um ein von dem hydropneumatischen Verstärker (17) abgegebenes Ausgangssignal zu erzeugen, das der Geschwindigkeit des Eingangsbefehissicr.ak proportional ist.
2. Steuersystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler einen Füissigkeitsdämpfer (31) aufweist und daß zwischen dem Flüssigkeitsdämpfer (31) und! der ersten Kupplungsvorrichtung (II) eine Stange (32) geschaltet ist, die mit der Eingangssignalempfangsvorrichtung in Verbindung steht.
3. Steuersys'em nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler einen magnetischen Dämpfer (82, 83, 84) aufweist und daß zwischen diesem magnetischen Dämpfer und der ersten Kupplungsvorrichtung (II) eine Stange (32) geschaltet ist. "
4. Steuersystem nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalwandler (31) eine Vorrichtung (101, 108, 112. 121) zur Erzeugung elektrischer Signale aufweist.
5. Steuersystem nach Anspruch I, gekennzeichnet durch eine mechanische Rückkopplungseinrichlung (74, 75), die zwischen den Antrieb (12. 13, 14) und den hydropneiimatischen Verstärker (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 Ge-

schwindigkett des mechanischen Eingangssignal bewegbar ist.
8. Steuersystem nach Anspruch 7, gekennzeich r.et durch eine Stange (76), die mit der Drehacbst verbunden und zusammen mit dieser beweglicf ist, sowie durch eine Federvorrichtung (74, 75) die die Bewegung der Stange (76) auf die Ver stärkereingangs-SignalempfangsvonJchtung über trägt.
9. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Vorrichtung (101, 108 112, 121) zur Erzeugung elektrischer Signale mil einer Einrichtung zur Lieferung eines elektrischen Signals versehen ist, das proportional dei 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 Verstärkercingangs-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 ΛΓ-Oifferenziergerät ist.
11. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Signalerzeugungsvorrichtung einen Drehzahlgenerator (121) aufweist, der an die mechanische Eingangssignai- \orrichtung (23) angeschlossen ist.