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Selbsttätige Richtungssteuerung von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für Luftfahrzeuge geeignete selbsttätige
Richtungssteuerung, bei welcher als Steuergeber für die Ruderlegvorrichtung ein
die Kursabweichungen messender Richtgeber, z. B. Kompaß, und ein dazu parallel wirkender,
die Winkelgeschwindigkeit der Kursabweichungen messender Wendezeiger dienen. Des
näheren bezieht sich die Erfindung auf die Art der Übertragung der Ausschläge der
genannten Steuergeber auf die Ruderlegvorrichtung. Es ist die besonders für Selbststeuereinrichtungen
von Flugzeugen zweckmäßige Druckrnittelübertragung gewählt, wie sie z. B. für die
Übertragung der mit einem auf den Sollkurs einstellbaren Kompaßgeber gemessenen
Kursabweichungen in der Form bekannt ist, daß das die Kursabweichungen angebende
Richtglied aus Düsen austretende Druckmittelstrahlen mehr oder minder abdeckt, wodurch
sich ein der Kursabweichung proportionaler Differenzdruck ergibt, der zur Ruderlegung
dient. Bei dieser Druckmittelsteuerung ergibt sich der Nachteil, daß die Richtkraft
des Richtgebers, z. B. Kompasses, zu schwach ist, als daß der Richtgeber über die
genannte Düsen- öder ,auch Blendena.nordnung nicht durch das Druckmittel fehlerhaft
rückbeeinflußt wird. Dies ist gewöhnlich auch dann der Fall, wenn der Kompaß nicht
selbst, sondern ein von ihm ferngesteuerter Zeiger (Fernkompaß) die Druckmitteldüsen
bzw. Blenden steuert, da diese ferneingestellten Zeiger gewöhnlich auch nur sehr
geringe Richtkraft besitzen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine selbsttätige Richtungssteuerung
mit pneumatischer oder hydraulischer Übertragung der Steuerimpulse des Richtgebers
und eines Wendezeigers, bei welcher die genannten Nachteile weitgehend behoben sind.
Zu diesem Zweck kann erfindungsgemäß der Richtgelber, z. B. Kompaß, mittels einer
in die Druckmittelübertragung gelegten Schalteinrichtung nur periodisch auf die
Ruderlegvorrichtung zur Einwirkung gebracht werden, so daß der Richtgeber während
der übrigen Zeit von dem Druckmittel unbeeinflußt ist. Die Kompaßnadel kann also
während dieser Zeit frei spielen und wird nur in den Augenblicken der Einschaltung
des Druckmittels blockiert, was an sich noch den weiteren Vorteil hat, daß der hierdurch
ausgelöste Impuls auf die Ruderlegvorrichtung ein ganz bestimmter ist und sich während
dieser Zeit nicht verändert. Der Wendezeiger kann natürlich dauernd
unter
dem Einfluß des Druckmittels stehen bzw. das Druckmittel auf seinem Wege zu der
Ruderlegvorrichtung steuern.
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Auf diese Weise wird es möglich, eine ,genau und selbsttätig arbeitende
Richtungssteuerung zu schaffen, die ohne komplizierte Vorrichtungen in jedem Falle
sicher arbeitet.
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Zweckmäßig wird hierbei die Kompaßnadel mit einem Schirm versehen,
durch den ein paar öffnungen gesteuert werden, von denen aus Leitungen für das Druckmittel
zu der Ruderlegvorrichtung führen.
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Die verschiedenen Ventilausbildungen sind in der folgenden Beschreibung
an Hand der Zeichnungen; welche ein Ausführungsbeispiel veranschaulichen, näher
erläutert.
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Fig. i zeigt eine schematische Darstellung des Zusammenhanges und
der Arbeitsweise der einzelnen Teile .4 der Steuervorrichtung nach der Erfindung,
Fig. z eine schaubildliche Darstellung einer praktischen Ausführungsform eines Gerätes
nach der Erfindung, Fig. 3 das Gerät nach Fig. 2 in der Seitenansicht, wobei der
eine Blasebalg entfernt ist, Fig: d. eine Rückansicht, Fig. 5 einen Einzelschnitt
durch ein Ventil, welches dazu .dient, die durch die Hilfsvorrichtung erzeugte Saugwirkung
zu regeln, Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung des neuartigen Ventils, das in
dem Gerät nach der Erfindung verwendet wird, Fig. 7 die Vorrichtung nach Fig. 6
in der Draufsicht, Fig. 8 eine schaubildliche Einzeldarstellung der Arbeitsweise
des neuartigen Ventils nach Fig. 6 mit abgebrochenen Teilen, Fig. 9 einen Einzelschnitt
durch dieVentilvorrichtung, die durch die selbsttätige Einstellvorrichtung gesteuert
wird, die zur Einführung der Kompaßberichtigung dient, Fig: io eine Draufsicht auf
die selbsttätige Einstellvorrichtung in einer Stellung, in welcher das durch diese
Vorrichtung gesteuerte Ventil offen ist, Fig. i i eine ähnliche Ansicht, bei welcher
das Ventil geschlossen ist, Fig. i2 die Vorrichtung nach Fig. io in der Vorderansicht
und Fig. 13 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 12 mit der Einstellvorrichtung in der
Arbeitsstellung.
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Die selbsttätige Richtungssteuerung nach der Erfindung und das entsprechende
Gerät besitzen eine durch ein Druckmittel betätigte Hilfsvorrichtung, die mit dem
Steuer des Fahrzeuges kraftschlüssig verbunden ist und durch zwei Impulsgeber gesteuert
wird. Der eine dieser Impulsgeber ist ein Instrument, z. B. ein Kompaß, das durch
Änderungen in der Bewegungsrichtung des Fahrzeuges beeinflußt wird, und der zweite
ist ein Instrument, z. B. ein Wendezeigerkreisel, das durch die Winkelgeschwindigkeit
beeinflußt wird. Die gegenseitigen Wirkungen der beiden Instrumente werden in der
Hilfsvorrichtung vereinigt, um die Wirkung des Steuers zu regeln, wobei die resultierende
Wirkung der Hilfsvorrichtung auf das Steuer durch (las Maß bestimmt wird, mit welchem
der Einfluß des Kompasses bzw. der Einfluß des Wendezeigers in die Wirkung des Gerätes
einzusetzen ist.
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Damit der Wendezeiger auf sehr geringe Kräfte ansprechen kann, ist
ein Ventil von neuartiger Konstruktion vorgesehen, um die Hilfsvorrichtung durch
den genannten Wendezeiger zu steuern, welches Ventil rückwirktiilgsfrei ist.
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Um eine genügende Kraft zur Einsteuerung des Abweichungswinkels zu
entwickeln, ist ein .elektrisch betätigter Tochterkompaß vorgesehen. Dieser Kompaß
ist als Galvanometer ausgebildet, das von einem Hauptkoinpaß aus erregt wird,. zu
welchem eine elektrolytische Steuervorrichtung gehört.
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Die Hilfsvorrichtung besteht aus zwei Blasebälgen, die mit dem Steuer
oder Ruder des zu steuernden Fahrzeuges kraftschlüssig verbünden sind. Das Innere
dieser Blasebälge ist mit einer Saugvorrichtung verbunden und so eingerichtet, daß
die Außenluft bestrebt ist, die ,beiden Blasebälge gleichmäßig zusammenzudrücken;
wodurch das Steuer oder Ruder in der mittleren Stellung gehalten wird. Beim Ansprechen
des Wendezeigers oder des Kompasses oder beider Gerate infolge einer Kursabweichung
tritt die Außenluft in den einen oder den anderen der beiden Blasebälge ein, so
:daß der entsprechende Blasebalg zusammenfällt und so das Steuer oder Ruder gelegt
wird. Mit anderen Worten: Wenn der eine Blasebalg mit der Außenluft in Verbindung
gebracht wird, so nimmt die Kraft, mit welcher er auf das Steuer oder Ruder wirkt,
ab, so däß der andere Blasebalg auf das Steuer oder Ruder eine aktive Verstellkraft
ausüben kann.
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Die in der Fig. i schematisch dargestellte Ausführungsform der Erfindung
bestellt aus den Blasebälgen 14. und 15, die von einem ortsfesten, an irgendeinem
Teil des zu steuerndenFahrzeuges starr befestigten Halter 16 getragen werden. Die
Blasebälge 14 und 15 sind durch Zugstangen 17 bzw. 18 mit einem Hilfsjoch ig verbunden,
das bei 2o drehbar gelagert und seinerseits durch die üYolichen Rudersteuerseile
21 and 22 mit dem bei -d. drehbar gelagerten Hauptjoch 23 verbunden ist, welches
.das Ruder 25 legt. Die Zugstangen 17 und 18 sind am Ende des Hilfsjochs über Kugelgelenke
17a und 18a mit den
Seilen 21 und 22 durch mit Außengewinde versehene
Teile 2ra und 2211 verbunden, die in mit entsprechendem Innengewinde versehene Teile
21b und 22b eingreifen. So kann der Abstand des Hilfsjochs r9 vom Hauptjoch
23 so weit eingestellt werden, bis das Fahrzeug sich auf ,einem geraden Kurs bewegt,
wobei das Steuergerät im Ruhezustand bleibt.
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Die dargestellte Einrichtung ist auf einem Flugzeug aufgestellt, aber
es versteht sich von selbst, daß sie sich auch zur Steuerung irgendeines anderen
Fahrzeuges eignet, ohne daß hierdurch das Wesen der Erfindung beeinträchtigt wird.
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Die beiden Blasebälge rd. und 15 sind mit einer Druckmittelquelle
verbunden, die im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Venturirohren 26 und 27
besteht, welche während des Fluges in den Blasebälgen 1q. und 15 eine Saugwirkung
erzeugen, deren Höhe durch in den Zuführungsrohren 3o bzw. 31 eingeschaltete Ventile
28 und 29 geregelt werden kann. Das Arbeiten der Blasebälge 1d., 15 wind durch einen
bei 32 schematisch dargestellten Wendezeiger gesteuert, dessen Kreisellaufrad durch
die Saugwirkung eines anderen Venturirohrs 33 über Rohre 3q. ,und 35 in Bewegung
gesetzt wird. Der Steuerteil des Wendezeigers ist mit einem Arm 36 verbunden, der
zum Ventil 37 gehört, durch welches der Blasebalg rd. über Rohrleitungen 38 und
39 mit der Außenluft verbunden wird. Eine ähnliche Verbindung mit der Außenluft
wird für den Balg 15 durch die Rohrleitungen 40 und 41 hergestellt. Das Ventil
ist so ausgebildet und eingerichtet, daß, wenn der Arm 36 nach einer Seite ausschlägt,
eine Öffnung 42 in einer weiter unten noch näher zu beschreibenden Weise freigelegt
wird. Hierdurch wird der Balg r4. ,mit der Außenluft verbunden. Bei einem Ausschlag
des Armes 36 in der entgegengesetzten Richtung wird eine ähnliche Öffnung 4.3 freigelegt,
welche den Balg 15 mit der Außenluft verbindet. Wenn der Arm 36 sich nicht bewegt,
was für gewöhnlich -der Fall ist, d. h. wenn keine Wendung stattfindet, bleiben
beide Öffnungen ¢2 und 43 vollständig geschlossen. Die Saugwirkung ist dann für
beide Bälge 1q. und 15 die gleiche, und infolgedessen ist auch die Spannung der
Seile 2 1 und z2 die gleiche, so daß das Ruder 25 in der mittleren Stellung verbleibt.
Der Luftdurchgang .durch die öffnungen 42 und 43 wird, wie weiter unten gezeigt,
dadurch verändert, daß die Größe der genarrten Öffnungen durch die Bewegung des
Armes 36 verändert wird. Hierdurch wird erreicht, daß die durch die Bälge auf die
Seile 21 und 22 ausgeübte Kraft der durch den Wendezeiger 32 bestimmten Winkelgeschwindigkeit
des Fahrzeuges entspricht. Infolgedessen wird auch die Bewegung des Ruders 25 durch
irgendeinen der beiden Bälge i¢ und 15 unter dem Einfluß der einen oder der anderen
Luftöffnung 42 bzw. 43 der Winkelgeschwindigkeit -entsprechen, und tatsächlich wird
durch das Ansprechen des Wendezeigers bewirkt, daß die auf die Bälge ausgeübte Kraft
einer Lagenabweichung des Fahrzeuges dadurch vorgreift, daß das Ruder sofort durch
eine Kraft beeinflußt wird, die der durch die Lagenabweichung des Fahrzeuges erzeugten
Kraft entspricht.
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Wie oben erwähnt, genügt die Steuerung des Ruders durch den Wendezeiger
allein nicht, um,das Fahrzeug auf einem gewünschten vorbestimmten Kurs zu halten,
da der Wendezeiger den Winkel nicht berücksichtigt, mit welchem das Fahrzeug von
seinem Kurs abweicht. Infolgedessen sind Mittel vorgesehen, um einen zusätzlichen
Steuerwert in die Wirkung der Hilfsvorrichtung, im vorliegenden Fall der Blasebälge,
einzuführen. Dieser Steuerwert, der dem Abweichungswinkel entsprechen soll, wird
nun dadurch eingefü=hrt, daß zusätzliche Öffnungen freigelegt werden, durch welche
die Bälge entsprechend dem Wertdes Abweichungswinkels des Fahrzeuges von seinem
Kurs mit der Außenluft verbunden werden. Hierdurch wird erreicht, daß die Bälge
auf das Ruder eine' Kraft ausüben, die dem Abweichungswinkel entspricht. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel verwendet man hierzu einen elektrischen Kursabweichungsanzeiger
d.d., der aus einem Galvanometer mit Doppelablesung besteht, welches mit einem elektrolytischen
Hauptkompaß 45 von an sich bekannter Bauart durch an einen Klemmenblock .48 angeschlossene
Leitungen 46 -und 47 verbunden ist, und durch diesen Hauptkompaß erregt wird. An
letzteren kann der Sollkurs mit Hilfe einer bei 49 gezeigten Vorrichtung dadurch
eingestellt werden, daß man einen Handgriff ,5ö so lange dreht, bis der gewünschte
Kurs auf einer Windrose 51 durch einen Merk-oder Steuerstrich 52 angezeigt wird.
Die Steuervorrichtung bewirkt, daß das Kompaßgehäuse ¢5 durch eine biegsame Welle
53 gedreht und in die auf der Windrose angezeigte Stellung gebracht wird. Das Fahrzeug
wird dann so gesteuert, daß es auf den gewünschten Kurs kommt, wobei der Zeiger
54 des Galvanometers 44 sich in seiner Nullstellung befindet. Bei einer Abweichung
des Fahrzeuges nach links bewegt sich der Zeiger nach links, und wenn das Fahrzeug
nach rechts von seinem Kurs abweicht, so bewegt sich der Zeiger nach rechts, wobei
der Ausschlag des Zeigers dem Abweichungswinkel entspricht.
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Es sind nun Mittel vorgesehen, um diese
Bewegung des
Zeigers 5.1. nach links hzw. nach rechts zu benutzen, um die zusätzliche Verbindung
der Bälge 14 und 15 mit der Außenluft zu bewirken, wobei die durchfließende Luftmenge
der Größe des .gbweichungswinkels entspricht. Diese Mittel bestehen aus einer Blende
55, die z. B. aus Zelluloid hergestellt ist. Die Blende bedeckt für gewöhnlich zwei
längliche Öffnungen oder Schlitze 56 und 57, die iii der Vorderscheibe des Geräts
4.4 vorgesehen und .durch Rohrleitungen 58 und 59 über Ventile 6o und 61 mit den
Rohrleitungen 38 bzw. .4o und damit mit den Bälgen rd. bzw: 15 verbunden
sind, so daß bei einer Bewegung der Blende 55 nach links oder nach rechts eine zusätzliche
Verbindung der Bälge mit der Außenluft erfolgt.
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Aus obigem geht hervor, .daß, wenn ein Flugzeug, auf welchem die neue
Steuervorrichtung angeordnet ist, sich durch die Luft bewegt, eine Saugwirkung durch
die Venturirohre 26, 27 und 33 hervorgerufen wird, wobei die beiden ersten Venturirohre
in den Bälgen rd. und 15 einen Unterdruck erzeugen, während .das dritte Venturirohr
33 das Kreisellaufrad des Wendezeigers 32 auf die gewünschte Drehzahl bringt. Da
die beiden Bälge für gewöhnlich gegen die Außenluft geschlossen sind, so üben sie
durch die zugehörigen Zugstangen 17 bzw. 18 auf das Hilfsjoch i9 gleiche Zugwirkungen
aus, wodurch das Ruder 25 durch das Hauptjoch 23 und die Seile, welche das Ruder
mit dem genannteil Joch verbinden, in der normalen mittleren Stellung gehalten wird.
Wenn das Flugzeug nun plötzlich beispielsweise eine Linkswendung ausführt, so bewegt
sich der Arm 36 des Wendezeigers 32 nach links, wodurch der Balg 15 durch
die Öffnung 4.3 und die Rohrleitungen 40, 41 mit der Außenluft verbunden wird. Hierauf
fällt der Balg rd. zusammen, da der entgegengesetzte Zug des Balges 15 aufgehört
hat, weil in diesem infolge der Verbindung mit der Außenluft keine Saugwirkung mehr
erfolgt. Das hat zur Folge, daß der letztgenannte Balg auf das Hilfsjoch ig einen
Schub ausübt, der dem durch den Balg rd. auf das genannte Joch ausgeübten Zug entspricht,
so daß -das Hilfsjoch sich um seine Achse 2ö entgegen dem Uhrzeiger bewegt und das
Hauptjoch 23 in derselben Richtung mitnimmt. Das Ruder 25 wird also durch die zugehörigen
Verbindungsseile nach rechts bewegt, um das Flugzeug wieder auf den eingestellten
Kurs zu bringen.
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Der Wendezeiger32 gel:a,ngt jedoch;nur wäl1-rend der Drehbewegung
des Flugzeuges zur Wirkung und steht still, sobald .die Wendung aufhört. Der Zeiger
54. wird gleichzeitig mit dem Wendezeiger nach rechts ausschlagen und, solange das
Flugzeug von seinem Kurs abweicht, in derAusschlagstellung verbleiben-: um dann,
sobald <las Flugzeug auf den eiligestellten Kurs zurückkehrt, in die normale
Stellung -zurückzukehren, derart, (laß die Blende 55 die längliche Üffnung oder
den Schlitz 56 stets entsprechend dem Kursabweichungswinkel freigibt und der Balg
i 5 durch den genannten Schlitz 56 mit der Außenluft so lange verbunden bleibt,
bis das Flugzeug auf seinen Kurs kommt, wobei eine Übersteuerung des Flugzeuges
nach der entgegengesetzten Seite durch die Wirkung des Wendezeigers auf die Bälge
verhindert wird. Man sieht also, daß der Wendezeiger und der K.ömpaß hei einer anfänglichen
Wendung und Abweichung des Flugzeuges voll seinem Kurs gleichzeitig auf die Bälge
einwirken und hierauf weiter gleichzeitig und unabhängig voneinander ihre Wirkung
fortsetzen, wobei dieVorrichtungen gleichzeitig; je nachdem die eine öder :die .andere
beeinflußt wird und je nach der Größe dieser Beeinflussung, in entgegengesetzten
Richtungen wirken, wodurci das Flugzeug in derselben Weise wie-.der auf seinen Kurs
gebracht wird, wie es der Führer tun würde.
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Es wurde jedoch gefunden; daß, wenn der eine oder der andere der Schlitze
56 bzw. 57 offen ist, die Blende 55 bestrebt ist, wegen des plötzlichen Eindringens
der Luft durch die genannten Schlitze an der Vorderscheibe des Anzeigers zu haften
und die Kraft des Galvanometers während dieser Zeit nicht genügte, um eine Bewegung
hervorzurufen. Aus diesem Grunde sind Mittel vorgesehen, um die Saugwirkung in den
zum Anzeiger 44 führenden Rohrleitungen 58 und 59 periodisch zu unterbrechen, damit
der Zeiger 5.4 dieses Anzeigers die Blende 55 in die geeignete Stellung gegenüber
den Schlitzen 56 und 57 entsprechend der Stellung des magnetischen Teils des Hauptkompasses
45 bringen kann. Diese Mittel bestehen aus den Ventilen 6o und 61 und aus einer
sell)ttätigen Einstellvorrichtung 62, die durch den Druck eines Mediums oder durch
die Saugwirkung des Venturirohrs 33 eine Zweigleitung 63 und die Haüptzuführungsleitung
3,4 betätigt wird, um die Ventile 6o und 61 absatzweise und periodisch zu öffnen
und zu schließen. Hierdurch wird die Saugwirkung nach dein :Gerät 44, unterbrochen,
und während dieser Unterbrechung der Saugwirkung kann die Blende 55 durch den Zeiger
54 rückwirkungsfrei bewegt werden. Auf diese Weise wird das richtige Arbeifen der
Blende gewährleistet, so daß die Schlitze 56 und 57 in dem richtigen Maß geöffnet
werden können, um die gewünschte Wirkung auf die Bälge rd. und 15 auszuüben, wodurch
ein Steuerwert eiligeführt
wird, der dein Abweichungswinkel des
Flugzeuges von seinem Kurs entspricht. Durch diese periodische Unterbrechung der
auf den Zeiger 5.1. aus gefibten Saugwirkung wird eine durch die Schwingung der
Windrose des Hauptkompasses verursachte Schwingurig des Zeigers 54 verhindert, wodurch
gleichzeitig verhindert wird, daß das Flugzeug infolge einer solchen Schwingung
bestrebt ist, uni seine Kursstellung hin und her zu pendeln. Die Einstellvorrichtung
soll weiter unten unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 13 beschrieben werden.
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Das neue Ventil 37 (s. Fig. 6 bis 8), das durch den Wendezeiger 32
betätigt wird, besteht aus einem Block 64, in welchem eine bo,genförmig.e Laufbahn
65 vorgesehen ist, der die Öffnungen 42 und .43 vorgesehen sind, durch welche die
Bälge 14 und 15 mit der :@lißenluft verbunden werden. Diese Öffnungen werden für
gewöhnlich durch Streifen 66 und 67-aus einem geeigneten biegsamen Stoff, wie z.
B. gummiertem Stoff, geschlossen gehalten. Das eine Ende dieser Streifen ist am
Block, und zwar am Ende der Laufbahn in beliebiger geeigneter Weise, wie z. B. durch
l\Ietalll)iinder 68 und 69, befestigt, auf welchen nach oben gerichtete Teile
70 und 71 vorgesehen sind, die in der weiter unten erläuterten Weise als
Anschläge dienen. Die anderen Enden der Streifen 66 und 67 sind an Armen 72 bzw.
73 befestigt, die auf einer Verlängerung bzw. einer Welle 74 des Wendezeigers lose
sitzen. Diese Welle wird durch den Anzeiger entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen
dein Uhrzeigersinn gedreht, je na@lidem die Wendungen nach links oder nach rechts
erfolgen. Der eine, 72, dieser Arme ist nämlich. so angeordnet, daß er nach links,
während der andere Arm 73 so angeordnet ist, daß er nach rechts bewegt wird. Diese
Bewegung derArme erfolgt durch einen Stift 75, der am Arm oder Hebel 36 befestigt
ist bzw. mit ihm aus einem Stück besteht. Dieser Arm oder Hebel, der bereits oben
erwähnt wurde, ist in der Fig. r schematisch gezeigt. Der Arm oder Hebel 36 wird
in seilier normalen mittleren Stellung durch eine Feder 76 gehalten, die mit einem
Ende an einem feststehenden Halter 77 und mit dem anderen Ende an einem Stift oder
einer Schraube 78 befestigt ist. Der Stift bzw. di,. Schraube 78 wird von dein Arne
36 getragen und sitzt in dein einen oder dem anderen Loch einer Reihe von mit Innengewinde
versebenen Löchern 79, je nach der gewünschten Spannung, die der Feder 76 gegeben
werden soll, um den Arm 36 in die normale mittlere Stellung zurückzubringen, nachdem
er durch die Präzessionsliewegung des (nicht dargestellten) im Gehäuse des Anzeigers
aligeordneten Kreisellaufrades betätigt wurde. Ein mittlerer Anschlag 8o ist in
der Mitte zwischen .den Enden der Laufbahn 65 vorgesehen und am Block 64. befestigt,
um zu verhindern, rlaß die Arme 72 und 73 einen plötzlichen Zug auf die gummierten
Streifen 66 und 67 ausüben, wenn der Arm 36 in die normale Stellung zurückkehrt,
da diese Streifen sonst rasch zerstört sein würden. Es sind ferner Mittel vorgesehen,
um eine durch Schwingung, Beschleunigung oder andere Störungskräfte verursachte
Schwingung des Hebels 36 zu verhindern. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen
diese Mittel aus einem Pufferbi mit eineinZylinder8i a (s, Fig.6 und 7),
der
durch einen U-förmigen Halter 82 mit dem Hebel 36 verbunden ist. Der Wendezeiger
32 wird von einem Gestell 83 getragen, das seilst von zwei Ständern 84 und 85 getragen
wird, die an einer Plattform 86 befestigt sind, auf welcher auch der Block 6d angeordnet
ist.
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Es ist nun besonders aus der Fig. 8 leicht ersichtlich, daß, wenn
der Arm 36 sich nach rechts bewegt, der Stift 75 den Arm 73 ebenfalls nach rechts
bewegt und hierdurch den Streifen 67 von der Öffnung 43 entfernt, wobei durch den
Anschlag 71 verhindert wird, daß der Arm 73 die Laufbahn verläßt. Desgleichen wird
der Stift 75, wenn .der Hebel 36 sich nach links bewegt, den Arm 72 ebenfalls nach
links bewegen und hierdurch den Streifen 66 von der Öffnung :f2 entfernen. Da die
Öffnungen 42 und 43 mit einer Saugvorrichtung verbunden sind, werden die Streifen
66 und 67 durch den atmosphärischen Druck gegen die Schlitze gedrückt, welche die
Öffnungen bilden, wodurch die Abdichtung gewährleistet wird. Um jedoch zu verhindern,
daß die Streifen völlig in die Öffnungen eingesaugt werden, sind diese mit Überbrückungsstreifen
87 bzw. 88 versehen. Die Luft, welche durch die kleinen Öffnungen 42 oder 43 hereinstürzt,
wenn die Streifen betätigt werden, ist bestrebt, den Druck neben dem Streifenteil,
der die Öffnung freilegt, auszugleichen, und infolgedessen wird durch eine geeignete
Bemessung der Öffnungen und der Streifen ein neues Steuerventil geschaffen, welches
auf die Steuerarme 72 bzw. 73 keinerlei Kraft ausübt und infolgedessen gegenüber
diesen Armen rückwirkungsfrei ist. Durch diese neue Ventilausbildung ist der Wendezeiger
imstande, die Blasebälge selbst für sehr geringe Wendungen zu steuern, so daß -die
Steuervorrichtung das betreffende Fahrzeug in empfindlicherer und genauerer Weise
steuert.
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Die Fig:5 ist ein Querschnitt durch das Ventil 28 nach der
Linie 5-5 der Fig. d. und zeigt die Einzelheiten dieses Ventils,- durch
welches
die vom Venturirohr 26 erzeugte Saugwirkung durch hie Rohrleitung
30 im Balg 1d. geregelt werden kann. Das Ventil a9 ist von gleicher Ausbildung,
so daß es genügt, nur ein Ventil zu beschreiben. Dieses besteht aus einem Güßkörper
89, z. B. aus Messing oder Rotguß, der finit einer mittleren Bohrung 88 versehen
ist, in welcher sich zwei konzentrische Büchsen 89 und go befinden. Ein Gewindestück
9i ist so angeordnet, daß es im Ventil quer zu diesem bewegt werden kann, um die
ganze Öffnung oder Bohrung oder irgendeinen Teil derselben zu schließen, wenn es
durch eine Rä ndelschraube 92 betätigt wird, die an genanntem Gewindestück 9i befestigt
ist oder mit ihm aus einem Stück besteht. Das Gewindestück 9i wird nach der Einstellung
gegen eine durch Schwingungen verursachte Drehung durch eine Blattfeder 93 gesichert,
die in beliebiger geeigneter Weise, wie z. B. durch eine Schraube 94, am Körper
87 befestigt ist. Wird die Rändelschraube 92 in der einen Richtung gedreht, so wird
(las Gewindestück aus der Bohrung herausgezogen, wodurch der Durchgang vergrößert
und die Saugwirkung in den Blasehälgen erhöht wird; während eine Drehung der genannten
Rändelschraube in der entgegengesetzten Richtung das Gewindestück gi so bewegt,
daß die Bohrung geschlossen wird.
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Es sollen nun an Hand der Fig. 9 bis 13 die Ventile 6o, 61 und die
selbsttätige Drehvorrichtung beschrieben werden, durch welche clic Ventile gesteuert
werden, um die Saugwirkung periodisch zu unterbrechen, die durch die Rohrleitungen
58 und 59 im Gerät d.-1 erzeugt wird. Die Ventile 6o und 61 sind von gleicher Ausbildung
und bilden einen einzigen Block mit zwei Räumen, die durch eine Wand 95 voneinander
getrennt sind. Die Fig.9 ist ein Querschnitt durch das Ventil 6o nach der Linie
9-9 der Fig. io und zeigt den Ventilraum 96, der eine dauernde Verbindung mit dem
Anzeigegerät durch die Leitung 58 hat und abwechselnd in Verbindung gebracht wird
mit der Außenluft durch die Öffnung 97 und mit der Leitung ,4o, welche mit dem Balg
15 in Verbindung steht, wodurch die darin erzeugte Saugwirkung periodisch vom Anzeigegerät
abgeschaltet wird. Diese periodische Unterbrechung der Saugwirkung erfolgt mittels
einer Ventilscheibe 98, die an einer Ventilstange 99 befestigt ist bzw. mit dieser
aus einem Stück besteht und so angeordnet ist, daß sie sich gegen einen Ventilsitz
ioo legen kann, um die Rohrleitung ,,o abzusperren. Gegen eine an der Ventilstange
99 befestigte oder mit dieser aus einem Stück bestehende Randscheibe ioi stützt
sich das eine Ende einer Schraubenfeder log, deren anderes Ende sich um den Ventilsitz
ioo herum stützt, so daß die Öffnung 97 für gewöhnlich durch -die Randscheibe ioi
geschlossen gehalten wird. Bei einem Drück auf die Ventilstange 99 entgegen der
Druckwirkung der Feder 102 wird der Durchgang 97 geöffnet, wodurch der atmosphärische
Druck in den Raum 96 eingelassen wird. Gleichzeitig wird die Rohrleitung .4o geschlossen,
um die Saugwirkung vom Anzeigegerät 44 fernzuhalten. -Die obenerwähnte neue Einstellvorrichtung
dient nun dazu, die Ventilstange 99 und eine ähnliche Ventilstange 99a des Ventils
61 periodisch niederzudrücken. Diese selbsttätige Zeiteinstellvorrichtung besteht
aus einem einzigen Blasebalg 103, in welchem eine Saugwirkung durch das Venturirohr
33 über die Rohrleitungen 63 und 64. erzeugt wird, die in den Fig: i und 3 gezeigt
sind. Man sieht nun, daß der Blasebalg 103 infolge der darin erzeugten Saugwirkung
durch den atmosphärischen' Druck zusammengedrückt wird. Es sind Mittel vorgesehen,
um dieses Zusammendrücken zu benützen, um die Ventilstangen 99 und 99 a der Ventile
6o und 61 niederzudrücken, und im dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen diese
Mittel aus einem an der beweglichen Wand io5 des Blasebalges befestigten Arm 10d:,
der im rechten Winkel zu dem genannten Balg gebogen und mit einem daran befestigten
oder mit ihm aus einem Stück bestehenden Verlängerungsstück io6 versehen ist, dessen
Finger 107 sich gegen die Ventilstange 99 stützt. Der Balg 103 ist
so ausgebildet und eingerichtet, daß, wenn eine Saugwirkung in demselben erzeugt
wird; die Wand 105 sich in ähnlicher Weise wie ein Hebel um einen durch den Endteil
io8 des Balges gebildeten Drehzapfen dreht, so daß während der Bewegung der Wand
io5 nach oben der Arm iod. und das Verlängerungsstück io6 sich nach unten bewegen,
was zur Folge hat, daß der Finger 107 die Ventilstange 99 niederdrückt und
so das Ventil öffnet und mit der Außenluft verbindet,. wodurch die Saugwirkung in
der Rohrleitung 58 unterbrochen wird. Das Venti16i arbeitet in derselben Weise.
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Es sind ferner Mittel vorgesehen, durch welche das Innere des Balges
103 nach dem völligen Zusammendrücken desselben selbsttätig mit der Außenluft
in Verbindung gebracht wird, damit genannter Balg sich ausdehnen kann; wodurch die
Wand 105 nach unten bewegt --und die Ventilstange g9 freigegeben wird. Hierzu dient
eine Klinke iö9, die bei r io drehbar gelagert und an einem Ende derselben mit Fingern
i i r und i 12 und am anderen Ende mit einem erweiterten
ovalförmigen
Teil 113 versehen ist, der bei einer Schwingung der Klinke zog und den Zapfen i
io eine Öffnung i 14 abwechselnd öffnet und schließt, die in das Innere des Balges
103 führt. Diese Schwingung wird selbsttätig durch das Zusammenfallen und
Ausdehnen des genannten Balges hervorgerufen, und zu diesem Zweck sind an der Wand
io5 des genannten Balges zwei dauinenartige Finger 115 und 116 befestigt, die finit
einem Hebel 117 zusammenwirken, der bei 118 drehbar gelagert ist und zusammen mit
der Klinke 1o9 einen Knickhebel bildet, der so angeordnet ist, daß er durch eine
Feder i ig betätigt werden kann, die mit einem Ende durch einen Stift 120 mit dem
Hebel i i 7 und finit dem anderen Ende mit dem Zapfen iio verbunden ist. Die Knickhebelwirkung
des Hebels 117 bewirkt durch die Feder iig, daß die Klinke io9 durch einen Stift
121 im Uhrzeigersinn (s. Fig. io) bewegt wird, der am Hebel 117 vorgesehen ist,
welcher in diesem Augenblick am Finger i i i angreift und die Klinke entgegen dem
Uhrzeigersinn bewegt, wenn der Hebel 117 nach links bewegt wird, in welchem Augenblick
der Stift 121 sich wieder gegen den Finger 112 stützt.
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Die daumenartigen Finger 115 und 116 sind so ausgebildet und angeordnet,
daß, wenn der Blasebalg 103 zusammenfällt, der Hebel 117 sich in der aus der Fig.
io ersichtlichen Stellung befindet, der Finger 116 gegen die Seite des Hebels 117
stößt und diesen entgegen der Wirkung der Zugfeder iig nach links bewegt. Sobald
die Feder iig sich links vom Zapfen 11$ bewegt hat, wird der Hebel 117 durch eine
rasche Schnappwirkung betätigt, so daß der von demselben getragene Stift 121 gegen
den Finger 112 stößt und die Klinke iog entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt, wodurch
bewirkt wird, daß der ovalförmige Teil 113 die Öffnung i 14 in der aus der Fig.
i i ersichtlichen Weise öffnet. Hierdurch wird der atmosphärische Druck in das Innere
des Balges 103 eingelassen, so daß dieser Balg sich ausdehnt und die Wand
105 nun beginnt, sich abwärts zu bewegen. Sobald nun diese Wand ihre äußerst- Stellung
erreicht hat, stößt dann der daumenförmige Finger 115 gegen die entgegengesetzte
Kante des Hebels 117 und bewegt diesen nach rechts, worauf der Stift 121 infolge
seiner Berührung mit dein Finger iii die Klinke zog im Uhrzeigersinn bewegt und
so die Öffnung 114 schließt, was zur Folge hat, daß eine Saugwirkung im Balg
103 von neuem erzeugt wird. Auf diese Weise fährt der Blasebalg ständig fort,
sich selbsttätig auszudehnen und einzuziehen, um die Ventile 6o und 61 periodisch
zu betätigen. Ein Anschlag wird durch eine Stange 122 gebildet, die auch an der
beweglichen Wand 105 des Balges 103 befestigt ist und deren freies
Ende 123 im rechten Winkel gegenüber dem Balg nach innen gebogen ist, um bei offener
Öffnung 114 ein übermäßiges Ausdehnen des Balges zu verhindern.
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Auf diese Weise wird also eine neue Zeiteinstellvorrichtung geschaffen,
um die Ventile 6o und 61- periodisch zu betätigen und hierdurch die Saugwirkung
absatzweise vom Anzeiger 44 fernzuh.alten, so daß das Arbeiten des letzteren bedeutend
verbessert und die Genauigkeit seiner Bewegung innerhalb sehr enger Grenzen gebracht
wird; infolgedessen entsteht im wesentlichen kein Fehler zwischen der Stellung des
Zeigers 54 des Anzeigers und der Richtungsstellung des magnetischen Teils des Hauptkompasses
45, wenn die Vorrichtung arbeitet.
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Die Aribeitsweise der neuen Richtungssteuervorrichtung ist folgende.
Ein gewünschter, vom Flugzeug einzuhaltender Kurs wird gewählt; und der H,auptkompaß
45 wird dadurch auf diesen Kurs eingestellt, claß man die Kurbel So der Richtungssteuervorrichtung
49 dreht, bis der gewählte Kurs auf der Kompaßrose 51 angezeigt wird. Das Flugzeug
wird dann durch den Führer mittels des Ruderjoches 23 in normaler Weise gesteuert,
bis es auf den gewählten Kurs kommt; der Zeiger 54 des Kursabweichungsanzeigers-44
befindet sich dann in seiner normalen mittleren Stellung, und beide Schlitze 56
und 57 sind überdeckt. Der Führer läßt dann die Handsteuerung los, und das Flugzeug
bleibt dank der neuen Steuervorrichtung auf dein gewünschten Kurs. Sollte das Flugzeug
zu irgendeiner Zeit beispielsweise nach rechts von seinem Kurs abweichen, so wird,der
Arm 36 des Wendezeigers 32 sofort nach rechts bewegt und der Zeiger 54 gleichzeitig
mitgenommen, so daß der Balg 14. mit der Außenluft in Verbindung gebracht wird und
der Balg 15 zusammenfällt. Die Kraft, die das Zusammenfallen des Balges 15 bewirkt,
entspricht der Luftmenge, die durch die Öffnung 42 und den Schlitz 57 strömt, und
ihrerseits entspricht diese Luftmenge dein Abweichungswinkel zuzüglich der Geschwindigkeit,
mit welcher das Flugzeug von seinem Kurs abweicht. Beim Zusammenfallen des Balges
15 wird das Hilfsjoch ig im Uhrzeigersinn bewegt, d. h. das Ruder bewegt sich in
der entgegengesetzten Richtung wie die Kursabweichung, denn die Wirkung des Wendezeigers
und des Kompasses auf denselben Balg ist eine solche, daß das Ruder sich mit einer
beträchtlichen Geschwindigkeit nach links bewegt. Auf diese Weise wird durch die
Vorrichtung eine sehr kräftige
Gegenwirkung erzeugt. Die Wirkung
des Kompasses beginnt in diesem Augenblick abzunehmen, da das Flugzeug beginnt,
auf seinen Kurs zurückzukehren, aber das Ruder wird noch in derselben Richtung mit
geringerer Geschwindigkeit bewegt. Da die Wirkung des Ruders auf das Flugzeug weiter
zunimmt; so wird der .Augenblick kommen, wo die Winkelgeschwindigkeit des Flugzeugs
vollständig aufgehoben ist. In diesem Augenblick hört die Wirkung des Wendezeigers
auf, während die Wirkung des Kompasses noch andauert und die Begegnungswirkung noch
besteht, doch sehr klein ist. Die Winkelgeschwindigkeit wirkt sich dann in der entgegengesetzten
Richtung aus, indem sie das Flugzeug auf seinen Kurs zurückbringt, d. h. das Flugzeug
beginnt eine Wendung nach links auszuführen, aber der Kompaßausschlag erfolgt noch
nach rechts, so dali der Wendezeiger in der entgegengesetzten Richtung betätigt
wird, um den Balg 15 mit der Außenluft zu verbinden, wodurch auf das Ruder eine
Wirkung ausgeübt wird, die eine kombinierte Differentialwirkung auf beide Bälge
14 und 15 ist. Der Kompaß wirkt weiter langsam auf den Balg 1d. in derselben
Richtung wie vorher ein, jedoch beginnt diese Wirkung allmählich aufzuhören. Die
Wirkung der beiden Bälge ist also eine Differentialwirkung, bei welcher die Wirkung
des Wendezeigers stark vorherrscht und ständig zunimmt, während die Wirkung des
Kompasses abnimmt. Hierdurch wird das Ruder rasch in die mittlere Stellung oder
sogar etwas weiter gebracht, wodurch man die gewünschte, von einem guten Führer
ausgeführte leichtgehende Wirkung erhält. Auf diese Weise wird das Flugzeug allmählich
auf seinen Kurs gebracht, und durch die vereinigte Wirkung des Wendezeigers und
des Kompasses wird in der oben beschriebenen Weise verhindert, daß das Flugzeug
über seine Kurslage hinauspendelt; so daß ein gerader Kurs ohne Schwierigkeit und
ohne die Aufmerksamk°it des Führers in Anspruch zu nehmen, - gesteuert wird. Wenn
das Flugzeug aus irgendeinem Grund in der entgegengesetzten Richtung von seinem
Kurs abweicht, wirken der Wendezeiger und der Kornpaß ebenfalls in entgegengesetzter
Richtung auf die Hilfsvorrichtung, d. h. auf die Bälge, und somit auch auf das Ruder,
um das Flugzeug auf seinen Kurs zurückzuführen.
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Durch die Erfindung wird also eine neuartige, selbsttätige Steuervorrichtung
geschaffen, die durch ein Druckmittel betätigt wird und sich infolgedessen besonders
zur Steuerung eines Flugzeuges eignet, wo es ein leichtes ist, mit Hilfe von Venturirohren
die gewünschte Druckwirkung durch eine Saugwirkeng zu erzeuge,. Die Arbeitsweise
-der rieu"n Vorrichtung ist eine solche, daß das Flugzeug durch diese Vorrichtung
in derselben Weise wie durch einen geschickten Führer gesteuert wird, der aus Erfahrung
weiß, wie er den Steuerknüppel betätigen soll, um eine Schwingung des Flugzeuges
über seine Kurslage - hinaus zu verhindern. Außerdem wird diese Steuerung mittels
einer verhältnismäßig einfachen und gedrungenen Vorrichtung erhalten, die sich leicht
unter dem Führersitz anbringen läßt und deren Zugstangen 17 und IS mit dein üblichen
Ruderjoch 23 verbunden sind. Die Hilfsvorrichtung- und -die- Blasebälge sind so
ausgebildet, daß der durch- diese erzeugte Druckgenügt, um das Ruder zu betätigen,
wobei dieser- Druck ,jedoch so bemessen ist, -daß er durch die vom Führer auf das
Hauptjoch geübte, Kraft beherrscht «-erden kann. , ausb Sollte es also n;itig
sein, daß der Führer eingreift, so ist es ihm leicht möglich, die Beherrschung seines
Flugzeuges zti übernehmen, ohne irgendwelche Verbindung zu lösen und ohne sonstige
Schaltungen vornehmen zu müssen, um die selbsttiitige Vorrichtung außer Betrieb
zu setzen.
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Wenn auch nur eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben und dargestellt
würde; so versteht es sich doch von selbst, daß verschieden-c Abänderungen und Verbesserungen,
die sich für den Fachmann ohne weiteres ergeben, im Rahmen der 1--'rfin#ltnlg vorgenommen
werden können. Die Hilfsvorrichtung kann z. B. aus Kolben bestehen, die sich in
Zylindern bewegen, in welchen eine Saugwirkung oder ein Druck erzeugt wird, wobei
der auf die Kolben ausgeübte Druck in derselben Weise wie für die Blasebälge gesteuert
wird, tun das Ruder entsprechend dem Abweichungswinkel und der Höhe der Abweichung-
des Flugzeuges von seinem Kurs durch die vereinigte Wirkung des Wendezeigers und
des Kompasses zu 1)c-tätigen.