-
Selbsttätige Rudersteuerung für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge
Selbsttätige Rudersteuerungen besitzen in der Regel nur verhältnismäßig sehr gering
belastbare Richtgeber, so daß, letztere auch nur entsprechend kleine Leistungen
an das zu steuernde Organ zu übertragen vermögen. Zur Beseitigung dieses Übelstandes
ist man dazu übergegangen, eine besondere Hilfsvorrichtung vorzusehen, über welche
das Schaltrelais für den Rudermotor eingestellt werden kann. Diese Hilfsvorrichtung
wird vom Richtgeber gesteuert und gestattet eine wesentliche Steigerung der von
diesem abgegebenen Leistung.
-
Die Erfindung bezieht sich rum auf eine derartige selbsttätige Rudersteuerung
für Fahrzeuge, insbesondere Luftfahrzeuge, bei welcher das Verhältnis zwischen dem
Richtgeberaussrhlag und der Ruderverstellung im Sinne der Erzielung einer gleichmäßigen
Steuerwirkung über den ganzen Geschwindigkeitsbereich des - Fahrzeuges regelbar
ist. Außerdem kann hierbei das Schaltrelais für den Rudermotor über eine beispielsweise
als Drehmagnet ausgebildete Hilfsvorrichtung entsprechend. der Abweichung vom Steuersollwert
eingestellt und gegebenenfalls entsprechend der ausgeführten Ruderbewegung rückgestellt
werden. Dabei ist erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß eine .auf die
Fahrgeschwindigkeit ansprechende Einrichtung auf die Hilfsvorrichtu*g, z. B. Drehmagnet,
einwirkt.
-
Bei einer bekannten Selbststeuereinrichtung für Luftfahrzeuge 'arbeiten
sowohl die Steuerimpulse des Kursgebers als auch die auf die Fahrtgeschwindigkeit
ansprechende Vorrichtung ohne Zwischenschaltung einer derartigen Hilfsvorrichtung
unmittelbar auf das den Rudermotor schaltende Relais. Eine hierbei vorgesehene,
als Schlitz- und Stiftverbindung
ausgebildete "Hebelanordnung dient
dabei lediglich zur entsprechenden Übersetzung der zu übertragenden Impulse.
-
Dlemgegenüber weist die erfindungsgemäße Anordnung beachtliche technische
Vorteile insofern auf, als sich hierbei neben einer vereinfachten Ausbildung der
Anlage eine ungleich bessere Mischung der Steuer- und Geschwindigkeitsimpulse, insbesondere
bei Verwendung einer elektrischen Hilfsvorrichtung, erzielen läßt, wobei die Hilfsvorrichtung
minmehr selbst als gemeinsamer Impulsgeber arbeitet. Es ist also hier eine störungsfreiere
und außerdem exaktere Betätigung des Schaltrelais gewährleistet als bei der bekannten
Einrichtung mit Hebelübersetzung, bei der ohne weiteres mit dem Auftreten schädlicher
Reibungsmomente bzw. Klemmwirkungen und mit einer hierdurch bedingten Verfälschung
der zu übermittelnden Impulse gerechnet werden muß. Gleichzeitig ist es bei der
erfindungsgemäßen Ausbildung auch möglich, bei Rudersteuerungen mit einer äls Brückenschaltung
ausgebildeten elektrischen Rückführvorrichtung, bei welchen die- Hilfsvorrichtung
in der Brücke der Brückenschaltung vorgesehen ist, in vorteilhafter Weise die Speisespannung
der Brückenschaltung durch die .auf die Fahrgeschwindigkeit ansprechende Vorrichtung
zu riegeln.
-
Das Wesen der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand
des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
Als Ausführungsbeispiel ist eine selbsttätige Rudersteuerung für Kursflug
von Luftfahrzeugen gewählt. Als Richtgeber dient ein Magn:etkompaß i, der von Hand
entsprechend einem Kurszeiger 2 über eine biegsame Welle 3 einstellbar bzw. fein
einstellbar ist.
-
Als Richtwertempfänger dient in an sich bekannter Weise ein Drehmagnet
4.. Der drehbewegliche Anker 5 dieses Drehmagneten weist :einen Schaltarm 6 auf,
der gelenkig mit der Kolbenstange 8 des Doppelkolbenschiebers 9 des Schaltrelais
io verbunden ist. Der Schaltarm 6 ist mit Hilfe von zwei gerätefest angeordneten
Federn i i und 12 in seiner Nullage gefesselt. Der drehbewegliche Anker 5 weist
eine Wicklung 7 auf, die mit dem Richtgeber i über eine Stromquelle in Verbindung
steht. , Als Rudermotor dient in an sich bekannter Weise ein hydraulischer holbenmotor
13, dessen Arbeitskolben 1 4. über die Kolbenstange 15 mit dem als Steuerfläche
dienenden Ruder gekuppelt ist.
-
Zur Rückführung des Schaltorgans dient eine elektrische Rückführvorrichtung,
die im wesentlichen in einer Brückenschaltung 16 besteht, wobei der zur Einstellung
des Schaltorgans dienende Drehmagnet mit einer besonderen, auf dem Anker des Drehmagneten
zusätzlich angeordneten Wicklung 17 in der Brücke dieser Brückenschaltung liegt.
Die Brückenzweige der Brückenschaltung sind heim Ausführungsbeispiel durch Ohmsche
Widerstände gebildet.
-
Die Speisung der Brückenschaltung erfolgt durch eine Stromquelle,
die im vorliegenden Falle eine Gleichstromquelle ist, und zwar über eine Potentiometeranordnung
ig, die in Abhängigkeit von einer Meßeinrichtung für den Staudruck gebracht ist.
Der Einfachheit halber ist zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ein an
sich bekanntes Staudruckmießgerät mit Membrandose dargestellt. Die Membran 2o steht
auf der einen Seite unter der Wirkung des Fahrtwindes, während auf der anderen Seite
time in der Zeichnung nicht dargestellte Feder mit einstellbarer Fe-!, der#Jorspannung
vorgesehen sein kann. Mit der Membran 21 ist ein Lenker 22 verbunden, der an einen
Kontaktarm 23 angelenkt ist, welcher mit einem Gleitkontakt 2.1 auf -dem Pot°ntiometerwiderstand
ig schleift. Auf diese Weise läßt sich die Spannung für die BrUikkenschaltung in
Abhängigkeit vom Staudruck regeln.
-
Die Witkungsw -eise der ganzen Anordnung ist kurz folgende: Der vom
Magnetkompal.) i gelieferte Richtwert wird in an sich bekannter Weise elektrisch
der auf dem Anker des Drehmagneten angeordneten Wicklung 7 als Stromimpuls zugeführt.
Ein diesem Impuls entsprechender Ausschlag des Drehmagnetankers betätigt den Steuerschieber
des Schaltorgans für den Hilfsmotor; der Arbeitskolben 1 4 des Hilfsmotors führt
einen Arbeitshub aus. Der Auslaufweg des Arbeitskolbens wäre zunächst auf Grund
der hier vorgesehenen wegabhängigen Rückführung proportional dem Bewegungsvorgang
des Richtgebers. Der Arbeitskolben besitzt an der Kolbenstange 25 fest angeordnet
einen Gleitkontakt 26, der auf dem einen oder anderen Widerstand der betreffenden
Brückenzweige schleift. Der Gleitkontakt 26 ist gleichzeitig mit dem einen Ende
der auf dem Drehmagnetanker angeordneten Wicklung 17 verbunden, deren anderes Ende
an dem durch den ,als fest angeordnet gedachten Kontaktarm 27 gebildeten Diagonalpunkt
der Brückenschaltung liegt. In der Nullage des Arbeitskolbens ist auch die Brückenschaltung
vollständig abgeglichen. Durch den Arbeitshub des Hilfsmotorkolbens wird eine Verstimmung
der Brückenschaltung und dadurch in der Wicklung 17 ein dem Auslaufweg des Kolbens
entsprechender Stromimpuls bewirkt, der dem vom Richtgeber gelieferten Stromimpuls
entgegengesetzt ist und auf diese Weise die Rückstellung des Schaltorgans herbeiführt.
Um
nun den Ruderausschlag abhängig von dem durch den Fahrtwiderstand bedingten Rückstellmoment
für das Fahrzeug zu machen, wird der Grad .der Rückführung mit Hilfe der Meßvorrichtung
für den Fahrtwiderstand in der Weise geändert, daß das Schaltorgan jeweils dann
in die Nullage gelangt, wenn der dem tatsächlich erforderlichen Rückstellmornent
entsprechende Ruderausschlag erreicht ist. Das bedeutet, daß unter sonst gleichen
Umständen bei geringer Fahrt ein entsprechend großer und bei großer Fahrt ,ein entsprechend
kleiner Ruderausschlag herbeigeführt werden soll. Zu diesem Zweck wird in der oben
dargelegten Weise in Abhängigkeit- von der Fahrtmeßeinrichtung die an die Brücke
gelegte Spannung der Stromquelle geändert und dadurch der Brückenstrorrümpuls in
der Wicklung 17 in Abhängigkeit von der Fahrt geregelt. Dadurch ist erreicht,
daß die Rückführung des Schaltorgans für den Arbeitsmotor nicht mehr in Abhängigkeit
vom Auslaufweg des Arbeitskolbens erfolgt, sondern daß das Schaltorgan bei geringer
Fahrt später und bei. großer Fahrt früher zurückgestellt wird. Auf diese Weise werden
die Ruderausschläge dem durch den Fahrtwiderstand bedingten Rückstellmoment ang@epaßt.
-
Der im vorstehenden als feststehend gedachte Kontaktarm 27 kann seinerseits
beweglich angeordnet sein, so daß. er auf dem einen oder anderen Widerstand der
beiden benachbarten Brückenzweige schleifen kann. Er kann zu diesem Zweck in Abh
Gängigkeit gebracht sein von einem Nachlaufwerk, das entweder von dem Bewegungsvorgang
des bzw. der Richtgeber oder auch von" dem Bewegungsvorgang des Hilfsmotors beeinflußt
ist. Auf diese Weise ist statt der im vorstehenden dargelegten starren Rückführung
eine nachgiebige Rückführung erzielt.
-
Es versteht sich im Rahmen des Erfindungsgedankens ohne weiteres,
daß. statt des hydraulischen oder pneumatischen Hilfsmotors ein beliebiger anderer,
beispielsweise elektrischer Hilfsmotor benutzt sein kann, dessen Schaltorgan in
der erfindungsgemäßen Weise eingestellt wird.