DE2141569A1 - Steuerung eines zum erzeugen einer nach groesse und richtung stetig veraenderbaren propellerkraft eingerichteten fahrzeugpropellers - Google Patents

Steuerung eines zum erzeugen einer nach groesse und richtung stetig veraenderbaren propellerkraft eingerichteten fahrzeugpropellers

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DE2141569A1 DE19712141569 DE2141569A DE2141569A1 DE 2141569 A1 DE2141569 A1 DE 2141569A1 DE 19712141569 DE19712141569 DE 19712141569 DE 2141569 A DE2141569 A DE 2141569A DE 2141569 A1 DE2141569 A1 DE 2141569A1
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Description

  • Kennwort: "Schubsteuerung" Steuerung eines zum Erzeugen einer nach Größe und Richtung stetig veränderbaren Propellerkraft eingerichteten Fahrzeugpropellers Die Erfindung betrifft eine Steuerung eines zum Erzeugen einer nach Größe und Richtung stetig veränderbaren Propellerkraft eingerichteten Fahrzeugpropellers. Propeller mit den beschriebenen Eigenschaften dienen in der Regel zum Antrieb von vor allem auf dem Wasser verkehrenden Fahrzeugen, die sich dort je nach den Betriebsbedingungen mit veränderbarer Geschwindigkeit fortbewegen und auch Richtungsänderungen ausführen oder quer zur Fortbewegungsrichtung wirkenden Kräften standhalten müssen.
  • Es sind unterschiedliche Bauweisen solcher Propeller bekannt, die alle die besondere Eigenschaft haben, daß beim Erzeugen von quer zur Fortschrittsrichtung wirkenden Kräften die vom Propeller insgesamt auf den Fahrzeugkörper übertragende Kraft und dementsprechend auch die Antriebs leistung des Propellers ansteigen. Daher führt bei diesen Propellern das Erzeugen von Querkräften dann zur Überlastung des Propellers und seiner Antriebseinrichtung, wenn der Propeller bei reiner Vorwärtsbewegung voll ausgelastet ist.
  • Diesen Nachteil besitzen Schraubenpropeller mit festen oder verstellbaren Flügeln, die zusammen mit der Antriebseinrichtung um eine zur Propellerdrehachse senkrechte Achse schwenkbar im Fahrzeug gelagert sind und deren Flügel beim Heraus schwenken des Propelleraggregates aus der Fahrt richtung vom Fahrstrom schräg angeströmt werden. Das gleiche gilt für Schraubenpropeller, deren Flügel während jeder Umdrehung eine Schwingbewegung um eine Mittellage ausführen, und gilt schließlich in besonderem Maße für Zykloiden-Propeller, deren Flügel auf dem Umfang einer ebenen, mit der Außenhaut des Fahrzeuges bündigen antreibbaren Radscheibe gelagert sind und bei Belastung eine Schwingbewegung um eine zur Radscheibendrehachse parallele Schwenkachse ausführen. Spezielle Bauarten von Zyklotden-Propellern sind in der Fachwelt unter der Bezeichnung "Voith-Schneider-Propeller" bekannt. Diese Propellerbauarten mit Schwenkflügeln werden im folgenden als Schwenkflügelpropeller bezeichnet.
  • Die Schwenkbewegung der Flügel wird beim Voith-Schneider-Propeller durch ein im Innern des Radkörpers angeordnetes Antriebsgestange bewirkt, das an einer von der Drehachse der Radscheibe aus nach allen Richtungen hin stetig bis zu einem Grdßtwerte verschiebbaren Steuerscheibe angelenkt ist und an jedem Flügel mittels eines Hebels angreift. Beim Betrieb des Voith-Schneider-Propellers wird ein gerichteter Propellerstrahl und damit eine diesem entgegengerichtete Propellerkraft erzeugt, deren Stärke bei gegebener Propellerdrehzahl und Fahrgeschwindigkeit der Größe der eingestellten Exzentrizität der Steuerscheibe entspricht und deren Richtung der Richtung der Exzentrizität zugeordnet ist.
  • Die Verstellkräfte für die Steuerscheibe bei diesen Propellerbauarten sind erheblich. Deshalb werden diese großen Verstellkräfte durch Kraftverstärker (Servomotoren) ausgeübt. Beim Voith-Schneider-Propeller wird zum Verschieben der Steuerseheibe in der Regel ein Paar zueinander senkrecht angeordneter öldruckbetä.tigter Servomotoren vorgesehen.
  • Die beschriebenen hydraulischen Eigenschaften der bekannten Bauweisen von Schwenkflügelpropellern bewirken, daß einer bestimmten Steigung des Propellers bei gleichbleibender Propellerdrehzahl - je nach dem Bewegungszustand des den Propeller wmgebenden Wassers - unterschiedlich große Vortriebskräfte und unter sohiedliohe Leistungsaufnahme zugeordnet sind. Mit steigender Fahrgeschwindigkeit nehmen nämlich die Vortriebskraft und die Leistung ab. Man kann als ohne den Propeller und die Antriebsmittel zu Uberlasten, die Propellersteigung entsprechend der zunehmenden Fahrgeschwindigkeit erhöhen.
  • Andererseits bewirkt aber das Einleiten eines Rudermanövers bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit, Propellerdrehzahl und Propellersteigung eine Erhöhung der aus Vortriebskraft und Ruderkraft resultierenden Propellerkraft und dementsprechend der Antriebs leistung, und zwar - bei gleichbleibender Einstellung der Richtung der Propellerkraft - eine um so grdßere Steigerung dieser beiden Werte, je höher die Fahrgeschwindigkeit ist. Bei Fahrgeschwindigkeit Null beispielsweise tritt infolge eines Rudermanövers keine Erhöhung der Propellerkraft und der Antriebsleistung ein, weil in diesem Falle alle Richtungen der Propellerkraft einander gleichwertig sind.
  • Es ist bekannt, Überlastungen des in Fahrt befindlichen Voith-Schneider-Propellers bei Rudermanövern durch ein Korrekturgetriebe zu begegnen, durch das die eingestellte Flügelsteigung selbsttätig vermindert wird, sobald die Einstellung der Servomotoren von der für Geradeausfahrt gültigen Einstellung abweicht, und selbsttätig die ursprüngliche Flügelsteigung wieder herzustellen, sobald eine für Geradeausfahrt gültige Einstellung wieder erreicht wird (DT-PS 858 370).
  • Ee sind auch Bauweisen für das Einstellen der Servomotoren vorgeschlagen worden, bei denen zur Steuerung der Servomotoren eine elektronische Recheneinrichtung verwendet wird, die mit einem die Funktion des Korrekturgetriebes nachbildenden Funktionsgeber verknüpft ist. Eine solche Ausbildung des Steuerungssystems erbringt nämlich erhebliche bauliche Vorteile am Propeller (DT-GM 7 022 895). Den mechanischen und auch den diese nach ahmenden elektronischen Recheneinrichtungen haftet der Mangel an, daß die Veränderung der Flügelsteigung - unabhängig von der Eigengeschwindigkeit des Propellers - ausschließlich aufgrund der Größe des Ruderausschlages erfolgt und daher bei Elgengeschwindigkeit Null ebenso grcß ist wie bei der höchsten Elgengeschwindigkeit. Dieser Mangel kann in der überwiegenden Mellrzahl der Anwendungsfälle in Kauf genommen werden, bei denen nur ausnahmsweise Betrieb des Propellers bei Eigengeschwindigkeit Null vorkommt, und zwar ohne die höchstmögliche bei voller Antriebsleistung erzielbare Propellerkraft aussunutzen. Trotz dieser Begrenzung der Flügelsteigung bei Ruderausschlägen kann aus wirtschaftlichen Gründen das Korrekturgetriebe in der Regel nicht so ausgelegt werden, daß Uberschreitungen der zulässigen Propellerkraft ausgeschlossen sind.
  • Wenn dagegen das Fahrzeug entgegen der Eigenbewegung des umgebenden Wassers an einer genau festgelegten Stelle mit IIilfe eines oder mehrerer Vdth-Schneider-Propeller gehalten werden soll, mit deren Hilfe es an diesen Einsatzort gebracht wurde, ist es wichtig, gerade bei Eigengeschwindigkeit Null die volle Antriebsleistung auszunutzen, um die höchstmögliche Propellerkraft erzeugen zu können, ohne Propeller und Antrieb bei einer von Null abweichenden Eigengeschwindigkeit zu überlasten. Dieser Fall tritt vor allem bei der sogenannten dynamischen Positionierung von Bohrinseln und ähnlichen schwimmenden Arbeitsplattformen im Weltmeer auf, bei denen es auf metergenaue Einhaltung der Arbeitsstelle ankommt, um beispielsweise das im Meeresgrund arbeitende Bohrgestänge nicht zu gefährden. Aus diesem Grunde kann, beispielsweise in solchen Anwendungsfällen der Voith-Schneider-Propeller, eine Uberwachung der vom Propeller aufgenommenen Antriebsleistung nicht zu dem gewünschten Erfolg führen, weil bei vorgegebener PropellerdrehzZll die bei einer von Null abweichenden Eigengeschwindigkeit erzielbare höchste Propellerkraft die bei F£lrgeschwindlgkeit Null erreichbare höchste Propellerkraft übersteigt.
  • Aufgabe der Erfindung ist, eine Steuerung eines zum Erzeugen einer nach Größe und Richtung stetig veränderbaren Propellerkrart eingerichteten Fahrzeugpropellers mit regelbarer Flügelsteigung, bei der zwei mit je einem Signalgeber in Steuerverbindung stehende Servomotoren die Größe und Richtung der Propellerkraft einstellen, so auszubilden, daß ohne Einbuße an nutzbarer Antriebsleistung eine Uberlastung sowohl des Propellers als auch des Antriebs mit Sicherheit vermieden wird0 Diese Aufgabe wird bei einem Fahrzeugpropeller der genannten Art dadurch gelöst, daß der Steuerverbindung gemäß der Erfindung eine signalgebende Meßvorrichtung für die vom Propeller ausgeübte Kraft (Istwert) zugeordnet ist» deren Signal die von den Signalgebern für die Servomotoren gelieferten Signale beeinflußt, damit die Propellerkraft einen vorgegebenen Sollwert nicht übersteigt. Die vom Signal der Meßvorrichtung beeinflußten Signale der Signalgeber für die Servomotoren wirken auf Regelkreise ein, welche die Verschiebung der Servomotorstellglieder bewirken. Somit ist sichergestellt, daß allein die Überschreitung des vorgegebenden Höchstwertes der Propellerkraft zur Zurücknahme der Flügelsteigung führt. Soferne es erforderlich ist, kann durch eine mit der beschriebenen Steuereinrichtung gemäß der Erfindung verknüpfte zusätzliche Recheneinrichtung außerdem Überschreitung des vorgegebenen Höchstwertes der Verschiebung der Steuerscheibe des Flügelantriebsgestänges ohne Änderung ihrer Richtung auch dann verhindert werden, wenn eines der beiden Signale der Signalgeber für die Servomotoren oder die arithmetische bzw. geometrische Summe dieser beiden Signale eine größere Verschiebung der Steuerscheibe vorschreibt als der Vorgabe entspricht.
  • Man darf für Zwecke des Überlastschnitzes von dem zulässigen Höchstwert der Propellerkraft ausgehen, weil sich überraschenderweise gezeigt hat, daß beim Einhalten dieses Höchstwertes der Propellerkraft bei keinem Betriebszustand eine Überbeanspruchung irgendeines Bauteiles des Propellers eintritt. Dieser Lösung liegen folgende Feststellungen zugrunde: Bei einem gegenüber dem umgebenden Wasser In relativer Ruhe befindlichen Schwenkflügelpropeller werden dessen Flügel in jeder Lage des Radkörpers nur durch eine der Umfangsgeschwindigkeit des Flügels entgegengesetzte Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagt. Infolgedessen ist hierbei die Propellerkraft nach jeder Richtung hin gleich groß. Wenn der Propeller dagegen dem umgebenden Wasser gegenüber Eigengeschwindigkeit bes/itzt, so überlagert sich diese Eigengeschwindigkeit der Ümfangsgeschwindigkeit der Flügel. Jeder Flügel wird dann an jeder Stelle seines Umlaufes mit einer der resultierenden Geschwindigkeit entgegengesetzten Geschwindigkeit mgeströrnt und dementsprechend mit einer Kraft belastet, die um so größer ist, je größer die Eigengeschwindigkeit und die eingestellte Ruderlage sind. Bei jeder Ruderlage ist jedoch - wie bei Geradeausfahrt - das Verhaltnis der größten auftretenden Flügeikraft zu der Propellerkraft überraschenderweise das gleiche. Deshalb kann man den tatsächlichen Wert der Propellerkraft benutzen und kann mit Hilfe der Propellerkraft die Flügelsteigung des Propellers auf das zulässige Maß regeln.
  • Zur praktischen Ausführung dieser Lösung ist es erforderlich, die Propellerkraft zu messen. Für diesen Zweck sind beispielsweise in der Meßtechnik bekannte zur unmittelbaren oder mittels baren Messung von Kräften geeignete Meßelemente, beispielsweise handelsübliche Kraftmeßdosen, Potentiometer, Dehnungsmeßs trei -fen oder ähnliche Geräte , geeignet, die mit zweckmäßig ausgewählten Bauteilen des Propellers fest verbunden und deren Signale in die Regelkreise für die Servomotoren eingegeben werden.
  • Als solche für die Ermittlung der Propellerkraft geeignete Bauteile kann beispielsweise der Steuerknüppel oder ein FlUgelschaft dienen. Auch die Antriebstrommel, durch welche die Propellerkraft auf das Spurlager übertragen wird, bietet Nöglichkeiten zum Anbringen von Meßorganen. Ferner kann für diesen Zweck eine Verbindungsschraube zwischen der Antriebstrommel und dem Spurring oder mehrere solcher Verbindungsschrauben verwendet werden. Allerdings besteht bei der Verwendung solcher Verbindungsschrauben die Gefahr, daß sich im Betrieb die lastverteilung auf die einzelnen Verbindungsschrauben verändert Um hierdurch bedingte Fehler auszuschalten, müßte eine regelmäßige Überprüfung und gegebenenfalls Nachjustierung der Meßeinrichtung vorgenommen werden. Eine solche Fehlerquelle kann man aber beispielsweive auch dadurch ausschalten, daß man die Meßorgane für die Propellerkraft am Propellergehäuse anbringt.
  • Diese LUsune3 erladbt weiterhin, auf mechanische Korrekturgetriebe zwischen den Stellgliedern der beiden Servomotoren oder entsprechende Funktionsgeber in elektronischen Rechenanlagen zu verzichten. Der Vorteil der erfindungsgemaßen Gestaltung der Steuerung liegt also darin, daß Bereiche reduzierter Flügelsteigung, in denen auch bei Ruderlage die höchst zulässige Propellerkraft nicht überschritten wird, von einer weiteren Verminderung der Flügelsteigung beim Ruderlegen ausgenommen werden. Dadurch wird der Arbeitsbereich des Propellers gegenüber der bisherigen Bauweise beträchtlich erweitert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man die Meßvorrichtung unmittelbar zum Messen der Beanspruchung einzelner Bauteile des Propellers> beispielsweise des Flügelschaftes, verwenden kann, wodurch nicht nur die Propellerkraft im ganzen, sondern zugleich auch die auf den einzelnen Flügel wirkende Kraft überwacht wird.
  • Die von der Meßeinrichtung abgegebenen Signale können optisch, beispielsweise vom Maschinisten oder vom Rudergänger zu beobaciltende Istwertzeiger sein, die mit einem einstellbaren Sollwertzeiger zusammenwirken. Bei Überschreiten des Schwertes durch die Istwertanzeige greift dann der Maschinist oder Rudergänger ein und stellt die Propellersteigung entsprechend zurück. Die Signale können auch elektrisch einer einfachen elektronischen oder hydraulischen Rechenanlage eingegeben und dort mit den entsprechenden Sollwerten verglichen werden. In diesem Falle wird die Steigungsrücknahme bei Überschreitung des Sollwertes durch den Istwert selbsttätig eingeleitet. Da eine solche Ausbildung der Signalübertragung sehr vorteilhaft ist, wird sie beispiels-Weise der weiteren Beschreibung zugrunde gelegt.
  • Die zur Eingabe in die Regelkreise der Servomotoren geeigneten Signale müssen der Propellerkraft direkt zugeordnete Gleichstrom signale sein. Diese Bedingung ist beispielsweise erfüllt, wenn an einem nicht umlaufenden Bauteil zwei Meßorgane angeordnet sind, deren jedes einer Komponente der Propellerkraft analoge Signale abgibt. Bei dieser Bauweise werden aus den Signalen der beiden Meßorgane durch Radizieren der Summe ihrer Quadrate in einer Rechenschaltung dem Istwert der resultierenden Propellerkraft zugeordnete Signale /S/ gebildet. Diese fließen zur B durch ihrer Differenzwerte gegen ein der Summe aus der Einheit + 1 und dem zulässigen lIöchstwertfder Propellerkraft entsprechendes Sollwertsignal einem Differerizverstärker zu.
  • Die Ausgangssignale dieses Differenzverstärkers, die dem auf den Betrag + 1 begrenzten Differenzwert (1 + Sz - /Sj # 1) entsprechen, fließen einem, beispielsweise einem handelsUblichen,Proportional-Integral-Differentialregler zu und erzeugen dort Korrektursignale zur Weitergabe an Je eine Multiplizierschaltung, die außerdem Signale von einem der beiden Signalgeber für die Servomotoren empfangt. Die Ausgangssignale jeder der beiden Multiplizierschaltungen beeinflussen dann den Regelkreis des zugeordneten Servomotors.
  • Das Einfügen des Summanden + 1 in die aus dem Sollwert Sz der Propellerkraft und deren Istwert /S/ gebildete Differenz und deren Begrenzung auf den Wert + 1 erlaubt, die Ausgangssignale des Differenzverstärkers je einer Multiplizierschaltung einzuspeisen, in der die Signale des Signalgebers für den zugeordneten Servomotor im Verhältnis des Wertes des jeweiligen Ausgangssignals des Differenzverstärkers zum Wert + 1 erniedrigt und damit der Hub des zugeordneten Servomotors im gleichen Verhältnis zum vollen Hub eingestellt wird. Entsprechend vermindert sich die eingestellte Flügelsteigung des Fahrzeugpropellers. Die in bekannter Weise vorgenommene Begrenzung der den Wert + 1 Ubersteigenden Ausgangssignale des Differenzverstärker8 auf den Wert + 1 bedeutet praktisch, daß die Servomotoren genau auf die vorgegebenen Werte für Steigung und Ruderlage eingesteuert werden, weil die bei diesen Werten erreichte Propellerkraft deren Sollwert nicht überschreitet. Durch das Einfügen des PID-Reglers in die Steuerung wird das Übersteuern des zugeordneten Servomotors verhindert, welches eintreten würde, wenn das Signal des Signal gebers unmittelbar, d.ii. olive die im PID-Regler vorhandene Rückführung, in den Regelkreis des Servomotors eingegeben würde.
  • Wenn dagegen das mit einem Meßelement versehene Propellerbauteil umläuft, ist das Signal dieses Meßelementes ein einem Gleichstrom überlagertes Wechselstromsignal. In diesem Falle der dynamischen Erfassung der Propellerkraft muß das Signal des Meßelementes in einer geeigneten Rechenschaltung in ein äquivalentes Gleichstromsignal umgeformt werden. In dieser Rechenschaltung wird t einem weiteren Gedanken der Erfindung zufolge - der Wechselstromanteil des Signals von der konstanten Grundspannung abgetrennt und zur Umwandlung in eine einseitige Halbwellenspannung einem Gleichrichter zugeführt. Das auf diesem Wege gewonnene Gleichstromsignal entspricht dem Istwert/der Propellerkraft.
  • Dieses Gleichstromsignal /S/ wird nun in gleicher Weise, wie bei der Anordnung von zwei Meßelementen an einem ruhenden Bauteil bereits beschrieben, einem Differenzverstärker eingegeben, in welchem es mit der Summe aus einem der Einheit + 1 und einem dem Sollwert Sz der Propellerkraft entsprechenden Sollwert-signal verglichen wird. Wenn der Sollwert den Istwert übersteigt, wenn also der Differenzbetrag größer ist als der Wert + 1, wird der Überschuß in bekannter Weise unterdrückt, d.h das Ausgangssignal des Differenzverstärkers entspricht dann ebenso dem Wert + 1 wie wenn Sollwert und Istwert gleich groß sind. Ist der Sollwert dagegen niedriger als der Istwert, so bildet das Signal im Differenzverstärker ein Korrektursignal, dessen Wert gleich dem Verhältnis des Differenzsignals zum Signal + 1 ist. Das Ausgangs-Signal des Differenzverstärkers geht zum Vermeiden des Übersteuerns in einen PID-Regler ein. Dessen Ausgangssignal fließt sodann den beiden von den Signalgebern für die Servomotoren gespeisten Multiplizierschaltungen zu, deren Ausgangssignale dann die Regelkreise der zugeordneten Servomotoren beeinflussen.
  • In diesen Ausführungsbeispielen der :3teuerung sind die Ausgangssignale für die Betätigung der Servomotoren allein durch die Propellerkraft bestimmte Gleichstromsignale. Die Regelung der Servomotoren mit Hilfe solcher Signale reicht beispielsweise im allgemeinen bei der Verwendung der Propeller für Zwecke der Positionierung schwi@mender Arbeitsplattformen in der freien Wasserflache aus, wenn die Propeller bei Ortsveränderung der Plattform nicht ausgelastet werde.
  • Bei selbstfahrenden Schiffen dagegen, bei denen die Propeller gerade bei Fahrt voll ausgelastet und hierbei auch zum Ruderlegen benutzt werden, kann es vorkonunen, daß bei einem auf volle Steigung eingestellten Propeller durch ein plötzliches Rudermanöver die höchstzulässige Steigung überschritten wird.
  • Dieser Fall kann eintreten, wenn die in die Regelkreise der Servomotoren eingehenden Signale ausschließlich danach bemessen sind, daß die zulässige Propellerkraft nicht überschritten wird. Man muß deshalb in solchen Anwendungsfällen der Propeller die in die Regelkreise der Servomot-oren eingehenden Signale durch Einführen eines die tatsächliche Propellersteigung auf den höchst zulässigen Wert begrenzenden Korrekturgliedes ermäßigen.
  • Deshalb ist, einem weiteren Gedanken der Erfindung zufolge, hinter jedem der Signalgeber für die Servomotoren, gegebenenfalls hinter jeder der diesen Signalgebern nachgereihten ersten Multiplizierschaltungen> eine zweite Multiplizierschaltung vorgesehen.
  • Jeder dieser zweiten Multiplizierschaltungen fließt ein in einem Differenzverstärker aus der Summe eines der Einheit + 1 und eines dem zulässigen Höchstwert der Flügelsteigung entsprechenden Signals einerseits und einem dem Istwert der eingestellten Flügelsteigung entsprechenden Signal andererseits gebildetes Differenzsignal zu. Das der eingestellten FlUgelsteiung entsprechende Istwertsignal wird dabei durch Radizieren der Summe der quadrierten Signale der Signalgeber für die Servomotoren bzw.
  • der ersten Multiplizierschaltungen in einem zusützlichen Rechenversturker erzeugt. Der die Einheit + 1 übersteigende Betrag des Differenzsignals wird unterdrückt; dagegen gehen Differenzsignale, bei denen der Istwert den Sollwert überschreitet, in die den Regelkreisen für die Servomotoren vorgeschalteten teultlplizierschaltungen als Verminderungsfaktoren ein. Durch die Einfügung dieser weiteren Korrektureinrichtung wird erreicht, daß auch bei beliebiger Vorgabe der Werte zwar die Flügelsteigung und die Ruderlage die P'lUgelst.ing von den Servomotoren aut deren zulässigen Höchstwert begrenzt wird.
  • Durch die Ausgestaltung der Steuerung gemäß der Erfindung kann der Propeller, unabhängig vom Betriebszustand, ohne Uberschreitung der höchst zulässigen Steigung bis zu der höchst zulässigen Propellerkraft belastet werden. Eine solche Ausbildung der Steuereinrichtung hat noch den zusätzlichen Vorteil, daß man den Signalgebern für die Servomotoren Integrationsverstarker oder ähnliche Einrichtungen zuordnen kann, durch welche die Änderungsgeschwindigkeit der Signale begrenzt wird. Dadurch wird das Auftreten schroffer Ånderungen des Betriebs zustandes des Propellers verhindert, welche erhebliche zusätzliche Massenkräfte im Propeller verursachen, so daß dieser dadurch trotz Einhaltung der durch die Steuereinrichtung auf den Höchstwert beschränkten Propellerkraft und Flügelsteigung mechanisch überlastet wird.
  • Die gemäß der Erfindung ausgebildete Steuerung gestattet die Verknüpfung mit weiteren Steuer- und/oder Regelkreisen, durch welche Sonderaufgaben des Betriebes und/oder der Überwachung von Schiff und Propeller gelöst werden, wie z.B. d-ie Einbeziehung programmierbarer Rechengeräte, um selbsttätig die dem Schiff vorgegebene Fahrtroute oder Position einzuhalten oder bestimmte Manöver auszuführen. Auch kann in die Steuerung ein Rechner zum Ermitteln der Servomotorkoordinaten aus den Vorgaben für Steigung und Ruderlage eingefügt werden für den Fall, daß das Koordinatensystem der Servomotoren gegenüber demjenigen des Schiffes verdreht ist.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele naher erläutert, in welcher Fig. 1 einen Voith-Schneider-Propeller mit Steuerstand, Rechenanlage und Regelkreisen für die Servomotoren in einer teilweise schematischen perspektivischen Darstellung, Fig. 2 einen Signalplan für die Umrormung der von einem Dehnungsmeßstreifen zur dynamischen Erfassung der Propellerkraft abgegebenen Signale, Fig. 3 einen Signalplan ähnlich Fig. 2 für die Umformung der Signale von einem Paar auf senkrecht zueinander stehenden Flächen angeordneter Dehnungsmeßstreifen zur Propellerkrafterfassung in zwei Komponenten zeigt.
  • Der in Fig. 1 in perspektivischer Darstellung, teilweise aufgeschnitten gezeigte Voith-Schneider-Propeller 1 besitzt ein Gehäuse 2 mit einem Befestigungsflansch 3 zum Festschrauben des Propellers auf dem oberen Rand einer kreis zylindrischen Öffnung im Boden eines nicht dargestellten Schiffskörpers. In dem Gehäuse 2 ist ein kreiszylindrischer Radkörper 4 drehbar gelagert, und zwar so, daß die nach unten weisende Fläche des Radbodens 5 mit der Außenhaut des Schiffes bündig ist. Die Leistung des nicht dargestellten Antriebsmotors wird dem Radkörper 4 über ein im Gehäuse 2 gelagertes Kegelradgetriebe 16 durch den Wellenzapfen 17 zugeführt.
  • In dem Radkörper 4 sind nahe dessen Umfang auf einem zum Radkörper konzentrischen sogenannten Flügelkk'eis die Flügelschäfte der vier nach unten ragenden Flügel 6 schwenkbar gelagert. Die Schwenkachse jedes Flügels befindet sich nahe seiner L:ngsschwerachse und ist zur Drehachse des Radkörpers 4 parallel.
  • Jeder Flügel 6 ist durch einen auf dem Flügelschaft befestigten Flügelhebel 6' mit einem Flügelantriebsgestänge 7, 7' gelenkig verbunden, dessen anderes Ende an einer im Zentrum des Radkörpers 4 nahe dem Radboden 5 angeordneten Steuerscheibe 8 angelenkt ist.
  • Der Mittelpunkt der Steuerscheibe 8 kann durch einen im Mittelteil des Gehäuses 2 kugelig gelagerten Steuerknüppel 9 innerhalb einer zur Drehachse des Radkörpers 4 konzentrischen Kreisfläche nach jeder Richtung hin verschoben werde. Wenn der Mittelpunkt der Steuerscheibe 8 sich genau in der Drehachse des Radkörpers 4 befindet, laufen alle Teile des Flügelantriebsgestranges 7, 7' zusammen mit dem Radkörper 4 und den Flügeln 6 ohne gegenseitige Bewegung um. Dabei ist der FlUgelhebel G' auf dem Flügeischaft so befestigt, daß der Flügel 6 bei der zentrischen Lage des Mittelpunktes der Steuerscheibe 8 tangential zum F1U-gelkreis steht.
  • Wird der Mittelpunkt der Steuerscheibe 8 mittels des Steuerknüppels 9 aus der zentrischen Lage an irgendeinen Punkt der genannton Kreisfläche verschoben, so ist jeder Stelle des Flügelkreises, die der Flügel 6 beim Umlauf mit dem Radkörper 4 durchläuft - ausgenommen zwei Stellen mit Tangentiallage - eine von der Tangentialstellung abweichende Flügelstellung zugeordnet. Jeder Flügel führt dabei während jeder Umdrehung des Radkörpers eine Schwingbewegung um die Tangentiallage aus, deren größter Ausschlag um 60 grdßer ist, je weiter das Zentrum der Steuerscheibe 8 aus der zentrischen Lage verschoben ist.
  • Entsprechend der Größe des Flügelausschlages übt jeder Flügel 6 beim Umlaufen des Radkörpers 4 auf das umgebende Wasser, in das er eingetaucht ist, eine hlnsichtllch Größe und Richtung ebenfalls wechselnde Kraft aus. Die geometrische Summe der von allen auf dem Radkörper 4 angeordneten Flügeln 6 auf das umgebende Wasser ausgeübten Kräfte ist eine resultierende Kraft, deren Richtung mit der Verschieberichtung des Mittelpunktes der Steuerscheibe 8 einen durch die Bauart des Flügelantriebsgestänges 7, 7' bestimmten Winkel einschließt, beispielsweise einen Winkel von 900. Mit einem solchen Flügelantriebsgestänge 7, Tt kann man also durch Verschieben des Mittelpunktes der Steuerscheibe 8 quer zur Längsachse des Schiffes eine in Schiffslängsrichtung wirkende Kraft auf das umgebende Wasser ausüben, die entweder nach voraus oder nach achteraus gerichtet ist. Die Richtung dieser Kraft hängt von der Drehrichtung des Radkörpers und der Verschieberichtung des MittelpunkteS der Steuerscheibe 8 von der Radkörperdrehachse aus ab.
  • Die vom Wasser auf die Flügel 6 ausgeübten Gegenkräfte werden von den Flügeln über die Lager 10 auf den Radkörper 4, über dessen Lagerung 11 auf das Gehäuse 2 und schließlich über den Befestigungsflansch 5 auf den Schiffskörper übertragen. Auch die im Flügelantriebsgestänge 7, 7' wirkenden und die von diesern auf die Steuerscheibe 8 übertragenen Kräfte sind unmittelbar von der Größe der Flügaraft abhängig. Man kann deshalb auch die von der Steuerscheibe 8 auf den Steuerknüppel 9 übertragene Resultierende der von den sämtlichen Stangen 7' e.ingeleiteten Kräfte als Maß für die gesamte Propellerkraft benutzen.
  • Diese Kräfte sind sehr erheblich und erfordern druckölbetätigte Servomotoren 12, 14, um den Ialittelpunlct der Steuerscheibe 8 in die gewünschte exzentrische Lage Du bringen und dort zu hälften.
  • Diese Servomotoren lassen sich aus Platzgründen nicht im Innern des Radkörpers 4 in Höhe des Flügelantriebsgestänges 7, 7' unterbringen. Deshalb sind die Servomotoren 12, 14 am Oberteil des Gehäuses 2 befestigt, und die von diesen ausgeübten Kräfte erden durch den Steuerknüppel 9 auf die Steuerscheibe 8 und über das Flügelantriebsgestänge 7, 71 und die Hebel 6' auf die Flügel 6 übertragen.
  • Man sieht in der Regel zwei Servomotoren vor, deren Achsen in einer zum Radboden 5 parallelen Ebene zueinander senkrecht angeordnet sind, und zwar unter solchen Winkeln zur Schiffslängsachse, daß der eine Servomotor 12 die Steuerscheibe 8 in der fUr Geradeausfahrt gültigen Richtung, der andere Servomotor 14 in der Querrichtung dazu verschiebt, Das Drucköl für die Servomotoren 12, 14 wird durch eine im Gehäuse 2 eingebaute, nicht dargestellte Druckölpumpe bereitgestellt und den Servomotoren 12, 14 über Je eine Vorsteuereinrichtung 13, 15 zugeführt. Die Vorsteuereinrichtung 13 des Fahrtservomotors 12 verbindet man mit einem Geschwindigkeltssteuerhebel 20, die Vorsteuereinrichtung 15 des Ruderservomotors 14 mit einem Ruderrad 21 durch nicht dargestellte Gestänge oder durch Leitungen. Die beiden Bedienungseinrichtungen, nämlich der Geschwindigkeitssteuerhebel 20 und das Ruderrad 21, sind an einer vom Propeller mehr oder weniger weit entfernten Stelle des Schirfes, beispielsweise in einem auf der Brücke aufgestellten Steueratand 22, angeordnet.
  • Zur Ausgestaltung des Überlastungsschutzes für den Propeller gemäß der Erfindung sind der Geschwindigkeitssteuerhebel 20 und das Ruderrad 21 mit Je einem Signalgeber 23, 24 versehen.
  • Jeder Signalgeber 23, 24 gibt ein der zugeordneten Sollwertkomponente. des Abstandes des Mittelpunktes der Stcuerschelbe 8 von der zentrischen Lage und damit ein der auf Schiffskoordinaten bezogenen Sollwertkomponente x bzw. y der eingestellten Flügelsteigung analoges Signal ab. Je nach der Ausbildung der nachgeschalteten Regelkreise für die Servomotoren können diese Signale optisch oder - wie der nachfolgenden Beschreibung zugrunde gelegt - elektrisch abgegeben und beispielswelse in einer aus handelsüblichen Bauteilen zusammengestellten Rechenanlage ausgewertet werden. So können in die zum Auswerten der Signale vorgesehene Rechenanlage für eine Koordinatendrehung ausgebildete Rechenglieder 25 eingefügt werden, welche vor der weiteren Auswertung die Signale x, y der beiden Signalgeber 23, 24 in zwei zueinander senkrechte dem Koordinatensystem der Servomotoren entsprechende Komponenten xl, Y1 umformen.
  • Jede dieser Komponenten x, y bzw. xl, y1 geht nun in eine Multiplizierschaltung 26, 27 ein, in welcher sie mit einem den Höchstwert der zulässigen Propellerkraft berücksichtigenden Korrektursignal cmultipliziert wird. Auf die Bildung dieses Korrektursignals c wird weiter unten eingegangen. Die Ausgangssignale x#c, y.c bzw. xl c, yl#c drr Multiplizlerschaltung 26, 27 können als Sollwerte den Regelkreisen der Servomotoren 14 bzw. 12 eingegeben werden, wenn gewährleistet ist, daß bei Vollbelastung des Propellers das zulässige Höchstmaß der Flügelsteigung nicht überschritten wird.
  • Da. diese Bedingung meist nicht erfüllt ist, empfiehlt es sich, die Möglichkeit der Überschreitung der zulässigen Flügelsteigung durch Eingabe eines weiteren Begrenzungssignals in die Ausgangssignale x c, y c bzw. xl c, ylc zu verhindern. Zu die sem Zwecke wird aus den beiden Ausgangssignalen x'c, y c bzw.
  • x1.c, y1#c in einer weiteren Rechenschaltung 37 die Wurzel aus der Summe der Quadrate dieser Signale, d.h. der Wert d = gebildet, welcher dem Sollwert der hinsichtlich der zulässigen Propellerkraft reduzierten Flugelsteigung entspricht. Dieser Wert d wird nun mit einem der maximal zulässigen, durch einen Signalgeber 38 einstellbaren FlUgelsteigung entsprechenden Signal f in einem Differenzverstärker 30 verglichen. In diesen Differenzverstärker 30 wird außerdem ein der Einheit + 1 entsprechendes konstantes Signal eingegeben und aus den drei Signalen +1, d und f der Wert g = f - d + 1 gebildet. Dieser Wert g = + 1, wenn die Signale'f und d gleiche Größe haben bzw. gleichwertig sind. Überwiegt das Signal f, weil der Istwert der Flügelsteigung kleiner als der Sollwert ist, so liefert der Differenzverstärker 30 ein auf den Wert + 1 gedrücktes Signal. Überwiegt dagegen das Signal d, überwiegt also der Istwert der Flügelsteigung den Sollwert, dann muß die Regelung der Servomotoren 12, 14 eingreifen und die Istwerte der Komponenten X, Y der Flügelsteigung entsprechend dem Verhältnis des Sollwertes zum Istwert der Flügelsteigung vermindern. Mit anderen Worten: Die Signale x c, y#c bzw. xl-c, y1#c müssen noch mit der Größe g = f - d + 1 multipliziert werden, wenn dieser Wert g kleiner als + 1 ist. Zu diesem Zwecke werden die Signale g in weitere Multiplizierschaltungen 31, 32 eingegeben und dort die Sollwertsignale x#c#g, y#c#g bzw. xlc g, yl-c g gebildet. Das Signal x-c g bzw. x1#c#g wird dann der Vorsteuereinrichtung 15 des Servomotors 14 über einen vorgeschalteten Differenzverstärker 33, das Signal y#c#g bzw. yl-c g der Vorsteuereinrichtung 13 des Servomotors 12 über einen vorgeschalteten Differenzverstärker 34 eingegeben. Außerdem werden in diese Differenzverstärker die Istwertsignale X, Y der Signalgeber 35 des Servomotors 14 bzw. 36 des Servomotors 12 eingegeben und dort mit den Sollwerten verglichen. Die Differenzsignale X-x#c#g, Y-y cg bzw. X-x1#c#g, Y-y1.cg führen dann eine entsprechende Verstellung der Servomotoren 14 bzw. 12 herbei, wenn diese Signale vom Wert Null abweichen.
  • Für die Erfassung der tatsächlichen Propellerkraft gibt es nun zwei Möglichkeiten, je nachdem, ob das zum Erfassen der Propellerkraft herangezogene Bauteil während des Betriebes des Propellers umläuft oder nicht. Auf einem nichtumlaufenden Bauteil, beispielsweise auf dem Steuerknüppel 9 oder dem Propellergehäuse 2 oder auf Befestigungsschrauben des Propellergehäuses oder auf einem anderen geeigneten nichtumlaufenden Bauteil, werden zwei Dehnungsmeßstreifen 28, 29 angebracht, welche die der Propellerkraft entsprechenden Dehnungen in zwei zueinander senkrechten Flächenstücken des Bauteiles erfassen.
  • In Fig. 1 sind die beiden Dehnungsmeßstreifen 28, 29 auf zwei zueinander senkrechten Flächenstücken auf dem Schaft des Steuerknüppels 9 unmittelbar oberhalb der mittleren Lagerkugel 19 angeordnet. Die Flächenstücke können dabei parallel zu den Achsen der Servomotoren oder so gewählt sein, daß das eine Flächenstück parallel zur Schiffslängsrichtung, das andere quer dazu gegen ist. Man kann die Richtung der beiden zueinander senkrechten Flächenstücke auch beliebig zur Schiffs längsachse wählen.
  • Die von diesen beiden Dehnungsmeßstreifen 28, 29 abgegebenen Signale a, b werden gemäß Signalplan Figur 2 mittels der Differenzverstärker 39, 40 in geeigneter Weise verstärke und einem Rechenverstärker 42 zugeführt. In diesem Rechenverstärker 42 wird jedes der verstärkten Signale al, b quadriert, die Summe der Quadrate gebildet und aus dieser Summe die Wurzel gezogen.
  • Das so entstandene Signal entspricht dem Absolutwert /s/ der gemessenen. Propellerkraft. Dieser Absolutwert wird nun mit dem durch einen einstellbaren Signalgeber 44 gelieferten Signal Sz für die zulässige Propellerkraft in einem Differenzverstärker 46 verglichen. Außerdem wird in diesen Differenzverstärker 46 ein dem konstanten Wert + 1 entsprechendes Signal eingegeben.
  • Wenn die Differenz der beiden Signale Sz und /S/ den Wert Null hat1 weil beide Signale gleich großen Werten der Propeller kraft entsprechen, dann gibt der Differenzverstärker 46 ein dem Wert + 1 entsprechendes Signal ab. Wenn das Signal 5z überwiegt, braucht die Regelung der Servomotoren nicht einzugreifen. Ein solches Signal wird auf den Wert + 1 reduziert. Dagegen gibt der Differenzverstärker 46 ein Signal S1 weiter, wenn das Signal /S/ das Signal Sz übersteigt. Die Signale S1 des Differenzverstärkers 46 werden einem (beispielsweise einem handelsübli chen) PID-Regler 48 eingegeben, um ein Übersteuern der Servomotoren zu verhindern. Das Ausgangssignal c des PID-Reglera wird dann den Multiplizierschaltungen 26 und 27 der Steuerunge einrichtung nach Figur 2 eingegeben.
  • Wenn das zur Ermittlung der Propellerkraft vorgesehene Bauteil beim Betrieb des Propellers umläuft, wenn also beispielsweise die im Schaft eines Flügels 6, in einem Teil des Flügeiantriebsgestänges 7, 7' oder in der Antriebstrommel für den Radkörper 4 oder in einer Verbindungsschraube zwischen diesen beiden Teilen wirkende Kraft mittels eines Dehnungsmeßstreifens gemessen wird, genügt es gemäß Figur 3, zu dieser dynamischen Erfassung der Propellerkrart einen einzelnen Dehnungsmeßstreifen 50 an einer durch die Propellerkraft einer Wechselbiegespannung unterworfenen Fläche anzubringen. Das von diesem Dehnungsmeßstreifen 50 abgegebene Signal k wird - gegebenenfalls nach Verstärkung in einem Verstärker 51 - mittels inductiver Übertragung 52 als Signal kl einem Kondensatorkreis zugeführt. Von der im Kondensator 53 übertragenen Schwingung k2 wird im Gleichrichter 54 jeweils eine Halbwelle durchgelassen. Diese Halbwelle k2' wird im Verstärker 55 verstärkt und bildet den Mittelwert k3 oder wahlweise den Spitzenwert des hinsichtlich seiner Stärke rasch wechselnden Gleichstromsignals. Anstelle des einfachen Gleichrichters 54 kann auch ein Brückengleichrichter verwendet werden, welcher erlaubt, beide Halbwellen der Schwingung k2 in einen Gleichstrom zu verwandeln.
  • Das aus dem Verstärker 55 ausgehende, dem absoluten Istwert /S/ der Propellerkraft entsprechende Signal wird nun in gleicher Weise, wie oben bei der Erfassung der Propellerkraft in zwei Komponenten beschrieben wurde, in einem Differenzverstärker 58 mit dem von einem Signalgeber 57 gelieferten, dem höchst zulässigen Wert der Propellerkraft Sz entsprechenden Signal verglichen. In den Differenzverstärker 58 wird außer den Signalen Sz und /S/ ein der Einheit + 1 entsprechendes konstantes Signal eingegeben und aus den drei Signalen das Differenzsignal k4 9 - /s/ + 1 gebildet. Wenn die beiden Signale 3z und /S/ gleich oder gleichwertig sind, hat das einem PID-Regler 6o zugeführte Signal k4 des Differenzverstärkers 58 den Wert + 1. Wenn das Signal Sz überwiegt, wird das Signal k4 des Differenzvrstärkers 58 auf den Wert + 1 gedrUckt. Überwiegt dagegen das Istwertsignal /s/> dann bildet der PID-Regler ein den Wert + 1 unterschreitendes Korrektursignal c, das den Multipliziereohal tungen 26, 27 der Einrichtung gemäß Figur 2 in der dort beschriebenen Weise zugeführt wird.
  • Um zu vermeiden, daß bei schroffen Verstellmanövern des Geschwindigkeitssteuerhebels 20 und/oder des Ruderrades 21 entsprechend schroffe Verstellbewegungen der Servomotoren 12D 14 und damit des Flügelantriebsgestänges 7, 7' des Propellers folgen, die diesen mechanisch überlasten könnten, kann man den Signalgebern 23, 24 des Geschwindigkeitssteuerhebels 20 bzw, des Ruderrades 21 je einen Integrierverstärker' 61, 62 nach schalten, durch welchen die Weitergabe des zugehörigen von den Signalgebern 23, 24 gelieferten Signals y bzw x verlangsamt wird.
  • Auf die beschriebene Weise wird mit verhältnismäßig preisgünstigen, handelsüblichen Mitteln eine Uberwachungseinrichtung für Schwingflügelpropeller geschaffen, welche erlaubt, den Fropeller bei jeder Steigungseinstellung bis zur zulässigen Höchstlast auszunutzen, und welche außerdem verhindert, daß bei Veränderung der Betriebsbedingungen des Propellers dessen zulässige Höchststeigung überschritten wird. Die Einrichtung kann ohne grundsätzliche änderung auch bei Schraubenpropellern mit regelbarer Steigung benutzt werden, wenn entweder der Schraubenpropeller um eine zu seiner Drehachse senkrechte Achse durch einen weiteren Servomotor verschwenkt oder der Flügelwinkel durch ein eingebautes Flügelantriebsgestänge während Jedes Umlaufes periodisch verändert und ein zentraler Steuerpunkt des Flügelantriebsgestänges durch einen weiteren Servomotor verstellt werden kann.

Claims (5)

  1. Kennwort: "Schubsteuerung"
    Patentansprüche 1. Steuerung eines zum Erzeugen einer nach Größe und Richtung stetig veränderbaren Propellerkraft eingerichteten Fahrzeugpropellers mit regelbarer Flügelsteigung, insbesondere Steuerung eines Schwenkflügelpropellers für Schiffe, bei der zwei mit je einem Signalgeber in Steuerverbindung stehende Servomotoren die Größe und Richtung der Propellerkraft einstellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerverbindung eine signalgebende Meßvorrichtung (28, 29; 50) für den Istwert der vom Fahrzeugpropeller (1) ausgeübten Propellerkraft (/S/) zugeordnet ist, und daß das Signal (c) der Meßvorrichtung die von den Signalgebern (23, 24) für die Servomotoren (12, 14) gelieferten Signale (x, y bzw. x1> y1) beeinflußt, damit die Propellerkrart einen vorgegebenen Sollwert (Sz) nicht übersteigt.
  2. 2. Steuerung nach Ansprucll 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßvorrichtung an einem durch die Propellerkraft (/S/) beanspruchten Bauteil (9) ein Meßelement (50) oder mehrere Meßelemente (28, 29), beispielsweise handelsübliche DeEmungsmeßstreifen, angeordnet sind, das ein der Propellerkraft bzw.
    deren jedes ein einer Komponente der Propellerkraft analoges, dem Istwert der Propellerkraft zugeordnetes Signal (k; a, b) abgibt.
  3. 3. Steuerung nacii Anspruch 2 zur dynamisciien Propellerkrafterfassung mittels oszillierender Signale eines oder mehrerer Meßelemente, dadurch gekennzeichnet, daß die oszillierenden Signale (k2) einen Gleichrichter (54) zur Bildung von dem Mittelwert oder dem Spitzen-wert des Istwertes der Propellerkraft (/S/) entsprechenden Signalen (-k durchlaufen und anschließend diese Signale (k3) zur Bildung iiirer Differenzwerte gegen ein der Summe aus der Einheit (+1) und dem Sollwert 5z ) der Propellerkraft entsprechendes Signal einem Differenzverstärker (58) zufließen, und daß dem auf den Betrag + 1 begrenzten Differenzwert (1 + Sz - /S/ # 1) entsprechende Ausgangssignale (k4) beim Durchgang durch einen Proportional-Integral-Differential-Regler (60) Korrektursignale (c) zur Weitergabe an je eine außerdem von einem der Signalgeber (23, 24) für die Servomotoren (12, 14) gespeiste Multiplizierschaltung (26, 27) erzeugen, deren Ausgangssignale (x#c, y#c bzw. x1#c, y1#c) die Servomotoren beeinflussen.
  4. 4. Steuerung nach Anspruch 2 mit zwei Meßelementen zur Erfassung der Propellerkraft in zwei Komponenten mittels analoger Signale, dadurch gekennzeichnet, daß dem Istwert der Propellerkraft (/S/) entsprechende, durch Radizieren der Summe der quadrierten Signale (a, b bzw. a1, b1) der beiden Meßelemente (28, 29) in einem Rechenverstärker (42) gewonnene Signale zur Bildung ihrer Differenzwerte gegen ein der Summe aus der Einheit (+ 1) und dem Sollwert (Sz) der Propellerkraft entsprechenden Signal einem Differenzverstärker (46) zufließen, und daß dem auf den Betrag + 1 begrenzten Differenzwert (1 + so - /S/ # 1) entsprechende Ausgangssignale (S1) beim Durchgang durch einen Proportional-Integral-Differential-Regler (48) Korrektursignale (c) zur Weitergabe an Je eine außerdem von einem der Signalgeber (23, 24) für die Servomotoren (12, 14) gespeiste Multiplizierschaltung (26, 27) erzeugen, deren Ausgangssignale (x#c, y#c bzw. x1#c, y1#c) die Servomotoren beeinflussen.
  5. 5. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß hinter jedem der Signalgeber (23, 24) für die Servomotoren (12, 14), gegebenenfalls hinter jeder der diesen Signalgebern nachgereihten ersten Multiplizierschaltungen (26, 27), eine zweite Multiplizierschaltung (31, 32) vorgesehen-ist, der außerdem ein in einem Differenzverstärker (30) aus der Summe eines der Einheit (+ 1) und eines dem zulässigen Höchstwert (f) der Flügelsteigung entsprechenden Signals und einem dem Istwert der eingestellten Flügelsteigung entsprechenden, durch Radizieren der Summe der quadrierten Signale (x1, y1 bzw. x1#c, y1#c) der Signalgeber (23, 24) für die Servomotoren (12,14) bzw.
    der ersten Multiplizierschaltungen (26, 27) in einem Rechenverstärker (37) erzeugten Signal (d) gebildetes Differenzsignal (g) zufließt, dessen den Betrag + 1 übersteigender Anteil unterdrückt ist, und daß die Ausgangssignale (x1.g, y1.g bzw. x1#c#g, y1.c.g) der zweiten Multiplizierschaltungen (31, 32) die Servomotoren beeinflussen.
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