DE604232C

DE604232C - Steuereinrichtung fuer Wasser- oder Luftfahrzeuge mit einem Kreisel mit zwei Freiheitsgraden als Richt- oder Lagengeber

Info

Publication number: DE604232C
Application number: DES109332D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eduard Fischel
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1933-05-12
Filing date: 1933-05-12
Publication date: 1934-10-17

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
17. OKTOBER 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 c GRUPPE 25 so

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*)

Steuereinrichtung für Wasser- oder Luftfahrzeuge mit einem Kreisel mit zwei Freiheitsgraden als Rieht- oder Lagengeber

Zusatz zum Patent 592

Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Mai 1933 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 15. Dezember 1931.

Im Hauptpatent ist eine Rudersteuerung für Luft- oder Wasserfahrzeuge beschrieben, bei der als Steuergerät ein die Winkelgeschwindigkeit der Abweichung des Fahrzeuges von der zu stabilisierenden Lage messender Kreisel mit zwei Freiheitsgraden dient, der in bezug auf seine Präzessionsachse unter Vermeidung merklicher Präzessionsbewegungen gefesselt ist. Die Steuerung des Rudermotors erfolgt dabei nicht unmittelbar durch den Kreisel, sondern durch ein die Präzessionsdrücke des Kreisels integrierendes Gerät, das beispielsweise aus einem vom Ausgleichsstrom einer Wheatstoneschen Brücke betriebenen Ferrarismotor besteht, wobei die Zweige der Brücke durch in der Präzessionsrichtung des Kreisels angeordnete elektrische Kohle- oder Kristallwiderstände gebildet werden. Dieses Summiergerät ermittelt somit den Winkel der jeweiligen Abweichung des Fahrzeuges von der Sollage. Die Abweichung wird dadurch ausgeglichen, daß das Ruder proportional den Bewegungen des Summiergerätes ausgelenkt

Es ist in der Beschreibung des Hauptpatents bereits erwähnt, daß bei Verstellungdes Ruders proportional der jeweiligen Abweichung des Fahrzeuges von der zu stabilisierenden Lage keine zufriedenstellende Stabilisierung erzielt wird, daß dafür vielmehr noch Rückführ- oder Dämpfungseinrichtungen in der Regeleinrichtung erforderlich sind, welche die Steuernullage jeweils in solcher Richtung· verschieben, daß die Steuerfläche bereits früher in ihre Mittelstellung und gegebenenfalls darüber hinausgedreht wird, als das Fahrzeug die zu stabilisierende Lage wieder erreicht hat.

Derartige Zusatzeinrichtungen sind an sich bekannt. Insbesondere ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Rudermotor durch zwei Meßgeräte zu steuern, von denen das eine, z. B. ein Kompaß, den Winkel von dem gewollten Kurs und das andere etwa in Form eines federgefesselten Kreisels (Wendezeigerkreisels) die Winkelgeschwindigkeit der Kursabweichungen mißt.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Steuereinrichtung nach dem Hauptpatent,

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Eduard Fischet in Berlin-Charlottenburg.

gemäß welcher ebenfalls der Winkel und die Winkelgeschwindigkeit der Abweichung des Fahrzeuges von der Sollage die Ruderlage bestimmen. Diese Verbesserung läßt sich bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent erfindungsgemäß jedoch mittels eines einzigen Kreisels in sehr einfacher Weise erzielen·. Zu diesem Zweck wirkt der der Winkelgeschwindigkeit entsprechende Präzessionsdruck des ίο Kreisels außer über das Summiergerät auch unmittelbar auf die Regelvorrichtung des Rudermotors ein. Falls das Summiergerät, wie dies bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent der Fall ist, durch den Brückenausgleichsstrom einer Wheatstoneschen Brücke betrieben wird, in welche die in der Präzessionsrichtung· angeordneten elektrischen Kohle- oder Kristallwiderstände geschaltet sind, ist erfindungsgemäß die Steuereinrichrung so ausgebildet, daß parallel oder in Reihe mit dem Summiergerät ein elektrisches Meßgerät, z. B. ein Drehmagnet, für den Brückenausgleichsstrom angeordnet ist, wobei der Ausschlag des Drehmagneten und die Bewegung des Summiergerätes über ein Differentialgetriebe auf das Regelorgan des Rudermotors einwirken.

Eine derartige Steuereinrichtung ist im folgenden an Hand der Zeichnung als Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Mit W₁ bis W₄ sind die vier in Brücke geschalteten Kohle- oder Kristallwiderstände bezeichnet, die gemäß Fig. 1 und 2 des Hauptpatents durch den Präzessionsdruck eines Kreisels mit zwei Freiheitsgraden verändert werden. Z ist der zwischen den Brückenpunkten A und B eingeschaltete Strom- oder Spannungszähler, der vermittels des Ritzels t\ und der Zahnstange r₂ auf den Gelenkpunkt (I₁ des Differentialhebels D eine Bewegung überträgt, die dem Zeitintegral der Präzessionsdrücke des Kreisels, also dem Winkel der Abweichung des Fahrzeuges von der zu stabilisierenden Gleichgewichtslage, entspricht.

In Reihe mit dem Ferrarismotor ist in der Brückenausgleichsleitung die Wicklung 1 'eines elektrischen Drehmagneten angeordnet, dessen federgefesselter Arm. I₁, demzufolge einen Ausschlag proportional der Verstimmung· der Brücke, also proportional der Winkelgeschwindigkeit der Abweichung des Fahrzeuges von der gewollten Lage macht. Dieser Ausschlag wird auf den zweiten Gelenkpunkt d₂ des Differentialhebels D übertragen, so daß der damit gekuppelte Kontaktzeiger ζ eine Verstellung erfährt, die der Summe oder Differenz des Anschlages des Drehmagneten und der Bewegung des Summiergerätes entspricht. Der Zeiger ζ steuert im Zusammenwirken mit den nachdrehbaren Gegenkontakten M₁ und M₂ den Rudermotor m, so daß die Steuerfläche st synchron mit den Bewegungen des Zeigers ζ verstellt wird.

Claims

65 Patentansprüche:

i. Steuereinrichtung» zur Stabilisierung von Fahrzeugen, insbesondere von Luftfahrzeugen, um eine, zwei oder drei Achsen, bei der die Einstellung des Seiten-, Höhen- oder Querruders entsprechend dem mittels eines Summierwerkes für die durch einen Kreisel mit zwei Freiheitsgraden gemessene Winkelgeschwindigkeit der Abweichung des Fahrzeuges von seiner zu stabilisierenden Lage bestimmten Abweichungswinkel erfolgt, nach Patent 592 099, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Ruders außerdem von der mit dem Kreisei unmittelbar gemessenen Winkelgeschwindigkeit abhängig gemacht ist, indem das Summierwerk und eine Meßeinrichtung für den Präzessionsdruck des Kreisels gemeinsam den die Steuerfläche einstellenden Hilfsmotor steuern.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der mehrere in der Präzessionsrichtung des Kreisels angeordnete elektrische Widerstandskörper in eine Wheatstonesche Brücke geschaltet sind und das Summierwerk durch den Ausgleichsstrom dieser Brücke betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß parallel oder in Reihe mit diesem Summierwerk (Z) ein Meßgerät, . z. B. ein Drehmagnet (/), für den Brükkenausgleichsstrom geschaltet ist, dessen Ausschläge gemeinsam mit der Bewegung des Summiergerätes, z. B. über 'ein Differentialgetriebe (£>), auf das Regelorgan (^) für den die Steuerfläche einstellenden Motor (m) übertragen werden.

Hierzu! 1 Blatt Zeichnungen