DE893893C

DE893893C - Selbsttaetige Steuervorrichtung fuer ein lenkbares Fahrzeug

Info

Publication number: DE893893C
Application number: DEB17513A
Authority: DE
Original assignee: Bendix Aviation Corp
Current assignee: Bendix Aviation Corp
Priority date: 1944-05-29
Filing date: 1950-09-20
Publication date: 1953-10-19

Description

Selbsttätige Steuervorrichtung für ein lenkbares Fahrzeug Die Erfindung bezieht sieh auf eine selbsttätige Steuervorrichtung, !die für Luft- und Wasserfahrzeuge angewandt werden kann. Die nachfolgende Beschreibung wird aber in Verbindung mit einem Luftfahrzeug erfolgen.
Es ist bekannt, ein Luftfahrzeug um seine drei freien Achsen mittels Hilfsmotoren zu steuern, die auf entsprechende Ruder einwirken und durch Steuersignale oder -impulse betätigt werden, die von entsprechenden Bezugsinstrumenten, :die jederzeit die Winkelabweichungen des Fahrzeuges um die Bezugsachsen gegenüber einer konstanten Bezugsrichtung anzeigen, erzeugt werden.
Das Bezugsinstrument, das für .die Richtungssteuerung gebraucht wird, d. h. zur Steuerung um die Vertikalachse des Fahrzeuges, kann ein Richtungskreisel und/oder eine Vorrichtung, z. B. ein Kompaß, ;sein, die auf die horizontale Komponente ,des erdmagnetischen Feldes anspricht. Das Bezugsinstrument, das für die Steuerung der Fluglage dient, d. h. zur Steuerung des Fahrzeuges sowohl um die Längs- als auch die Querachse, kann ein Vertikalkreisel oder ein künstlicher Horizont sein. Diese Bezugsinstrumente erzen:genS.ignale oder Impulse z. B. elektrischer Art, die in der Polarität oder Phase und in der Amplitude dem Sinn und der Größe der Winlielabw,e:ichun:gen der drei Achsen -des Fahrzeuges von den durch die entsprechenden Bezugsinstrumente festgelegten Bezugsrichtungen entsprechen, und diese vorzugsweise verstärkten Impulse werden: Hilfsmotoren zugeführt, die entsprechende Ruder des Fahrzeuges betätigen.
Eine derartige selbsttätige Steuervorrichtung wird denjenigen Kurs und diejenige Fluglage des Fahrzeuges aufrechterhalten, den bzw. die dieses im Augenblick der Verbindung der Vorrichtung mit den Rudern einnimmt. Es isst jedoch von Vorteil, :die Vorrichtung auch zur Änderung der Flugrichtung oder der Fluglage benutzen zu können, um entweder den Kurs zu ändern, eine Kurve zu fliegen oder das Flugzeug zur Anpassung an besondere Flugbedingungen zu trimmen.
Es ist bekannt, für diesen Zweck in den Weg der Steuerimpulse zwischen .dem Bezugsinstrument und ,dem Ruder einen von Hand einstellbaren Impulsgeber oder -übertrager vorzusehen, der normalerweise die Impulse ohne Veränderung wiedergibt, der jedoch bei Bi°.idarf von Hand eingestellt werden kann, um die Steuerimpulse zu verändern, um auf diese Weise die gewünschte Veränderung des Kurses oder der Fluglage herbeizuführen.
Gemäß d,--r Erfindung ist ein .derartiger Hilfsimpulsgeber oder Übertrager in dem Weg der Steuerimpulse ,angeordnet und mit einer umsteuerbaren Antriebsvorrichtung verbunden, die, wenn,die selbsttätige Steuervorrichtung von Iden Rudern des Fahrzeuges abgetrennt ist, durch einen Impuls gespeist wird, -der von dem entsprechenden Bezugs= instrument abgeleitet wird, um den: Hilfsimpulsgeber in eine neue: Nullstellung zu führen, so daß zu jeder Zeit, zu der die selbsttätige Steuervorrichtung wieder eingeschaltet wird, diese das Fahrzeug die augenblickliche Flugrichtung und Fluglage beibehalten läßt. Wenn die automatische Steuervorrichtung eingeschaltet wird, ist die Antriebsvorrichtung unwirksam und führt den Übertrager nicht in die Nullstellung, so daß ein in diesem Übertrager erscheinender Impuls zur Betätigung des Hilfsmotors des entsprechenden Ruders wirksam wird, damit das Flugzeug seine Richtung und Fluglage beibehält. Außerdem kann diese Antriebsvorrichtung durch zusätzliche Einstellmittel betätigt werden, um dem 'Übertrager eine kontinuierlich, -Zustandsänderung mit vorgewählter, gleichförmiger Geschwindigkeit mitzuteilen, wobei das Fahrzeug zu einem kontinuierlichen Richtungswechsel mit entsprechender glefchförmiger Geschwindigkeit veranlaßt wird.
Außerdem kann der Übertrager von Hand eingestellt werden, um während der Arbeitsweise der selbsttätigen Steuervorrichtung die feste Bezugsrichtung :zu ändern, gegenüber der das Bezugsinstrument die Abweichungen des Fahrzeugges anzeigt, und dadurch wird die Steuervorrichtung das Fahrzeug in einer neuen Richtung oder Fluglage halten. Wenn .man beispielsweise den Richtungsimpuls betrachtet, so kann der Übertrager bei eingeschalteter Steuervorrichtung in. der zuletzt crwäbnten Weise eingestellt werden, um als Kursgeber zu .dienen, während beim Gebrauch der zuvor erwähnten zusätzlichen Einstellmittel demselben Übertrager durch die genannte Antriebsvorrichtung mittels einer veränderlichen Antriebsübersetzung eine kontinuierliche Einstellbewegung mitgeteilt werden kann, um dem Flugzeug eine kontinuierliche Schwenkung mit irgendeiner gewünschten Winkelgeschwindigkeit zu erteilen. Vorzugsweise betätigt .diese Antriebsvorrichtung gleichzeitig andere übertrager, die entsprechend in den Wegender Steuer-Impulse zum Quer- bzw. Höhenruder angeordnet sind, so daß während einer derartig bewirkten Kurve dem Flugzeug die richtige ,Querlage und zur Vermeidung eines Höhenverlustes ein, entsprechender Höhenruderausschlag erteilt werden. Die zuletzt genannten Übertrager können ebenfalls zum Trimmen des Flugzeuges um .die Längs- und Querachse benutzt werden.
Es ist ersichtlich, daß auf diese Weise dem Flugzeug be-i- eingeschalteter Steuervorrichtung ein Kurswechsel oder eine Schwenkung mit einer beliebigen Winkelgeschwindigkeit mitgeteilt werden kann, ohne den Kompaß von der Vorrichtung abzutrennen. Außerdem ist ein Trimmen bei eingeschalteter Steuervorrichtung möglich.
Die Erfindung wird besonders vorteilhaft in vollelektrischen induktiven selbsttätigen Steuervorrichtungen angewandt, in denen sowohl der Bezugsimpulsgeber auch die Hilfsimpulsgeber oder Übertrager induktive Impulsgeber sind und die Steuerimpulse aus Wechselspannungen bestehen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird deshalb ins einzelne gehend in Verbindung mit einer derartigen automatischen Steuerung beschrieben werden.
' Die einzige: Figur der Zeichnung ist eine schematische Darstellung der selbsttätigen Steuervorrichtung der Erfindung.
Die selbsttätige Navigations,stehervorrichtung, die den wesentlichen Erfindungsgedanken der Erfindung enthält, enthält ein Hauptbe:zugsinstrument, von .dem Richtungs-, Schräglagen- und Stampfimpulse abgeleitet werden, um das Fahrzeug in seinem Kurs als. auch in seiner Lage um die Quer-und Längsachse zusteuern. In dem Weg der Richtungsimpulse. :sind Hilfsimpulsgeber oder Übertrager eingeschaltet, die es ermöglichen, bei -2#ingeschalteter Vorrichtung jede gewünschte Kursänderung da-durch einzustellen, daß ein künstlicher Verschiebungsimpuls auf eines der Übe.rtragerelemente aufgedrückt wird, wobei das Fahrzeug dann seinen Kurs ändert, biss der Hauptverschiebungs.impuls dem vorher eingestellten Impuls entspricht und diesen -ausgleicht, worauf das Fahrzeug seinen geraden Weg auf -dem neuen Kurs fortsetzt. Außerdem ist eine selbsttätige Schwenkung vorgesehen, durch welche es möglich ist, .dem Fahrzeug jede gewünschte gleichmäßige Wendegeschw indigkeit aufzudrücken, wobei ,die geeigneten Richtungs-, Schräglagen- und Stampfimpulse für die vorbestimmte Wendegeschwindigkeit entwickelt werden, ohne .daß dem Hauptinstrument, das diese Funktionen für gewöhnlich steuert, irgendeine zwangsläufige Beanspruchung aufgedrückt wird.
'Die Erfindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf die'einzige Figur der Zeichnung beschrieben werden.
Das Hauptinstrument io enthält eine Magnetfeldaufnahmevorrichtung in'Form eines durcheinen Kreisel stabilisierten Erdinduktorkompasses und besitzt einen dreieckförmi:genTeil i i, der lamellierte Schenkel i2, 13 und 14 aufweist, wobei auf jeden dieser Schenkel Erregerwicklungen 15, 16 und 17 gewickelt sind. Jede dieser Wicklungen isst in zwei Spulen geteilt, und jedes Spulenpaar umgibt einen zugehörigen lamelliertenSchenkel, wobei.dieSpulen in Reihe und Gegenschaltung miteinander verbunden sind. Die Wicklungen werden von einer ;geeigneten Wechselstromquelle, wie z. B. der Stromquelle 18, erregt. Die Sekundärwicklung der Vorrichtung i i besteht aus einer in Stern geschalteten Spule ig mit drei Anzapfungen 2o, 21 und 22, die durch geeignete Leitungen 23 mit einem dreiphasig gewickelten Ständer 24 einer induktiven Kopplungsvorrichtung 25 verbunden sind, die in einem allgemein mit dem Bezugszeichen 26 bezeichneten Hauptanzeiger angeordnet ist.
Zum Verständnis der Arbeitsweise der Magnetfeldaufnahmevorric'htung genügt es für den vorliegenden Fall hervorzuheben, daß jeder Schenkel 12, 13 und 14 für jede Periode des durch Primärwicklungen 15, 16 und 17 fließenden Erregerstromes zweimal gesättigt wird, so daß der infolge des magnetischen Erdfeldes jeden Schenkel durchfließende Fluß für jede Periode des Erregerstromes zweimal aus diesem Schenkel ausgetrieben wird und zweimal wiedereintritt. Da die Spulen eines jeden Spulenpaares der Primärwicklungen 15, 16 und 17 eines jeden Schenkels in Reihe und Gegenschaltung miteinander verbunden sind, so ist der Erregerstrom selbst auf die Sekundärspule ig wirkungslos. Nur dann, wenn der Erregerstrom einen im wesentlichen kleinsten Wert erreicht hat, der positiv oder negativ sein kann, kann .das magnetische Erdfeld jeden Schenkel frei durchsetzen, und infolgedessen werden in den drei Anzapfungen 2o, 21 und 22 dier Sekundärspule ig Spannungen induziert, die voneinander verschieden sind und deren Wert von der Richtung abhängt, welche der Aufnahmeteil gegenüber dem magnetischen Erdfeld einnimmt. Die Vorrie"htung zur Aufnahme des magnetischen Erdfeldes arbeitet daher als Erdinduktorkompaß insofern, als für jede wenn auch geringe Abweichung von einem vorgeschriebenen Kurs,d:ie in den .drei Anzapfungen der Sekundärwicklung ig induzierten: Spannungen entsprechend der Abweichung verschieden sein werden.
Um einen Kompaß zu erhalten, in welchem Schwenkun:gs- und Beschleunigungsfehler für alle praktischen Zwecke beseitigt werden, so daß ein Schwingen des Kompasses verhindert wird, ist der Teil ii am Läufergehäuse 27 eines Kreisels mit drei Freiheitsgraden befestigt, der einen nicht dargestellten elektrisch angetriebenen Läufer mit lotrechter Drehachse besitzt, der im Gehäuse 27 angeordnet ist. Der Läufer kann um eine -erste waagerechte Achse in einem Tragring 28 mittels Lagerzapfen29 schwingen, wobei derTragring seinerseits um eine zweite waagerechte, zu den Lagerzapfen 29 senkrr,c'hteAchs-e mittels äußererZapfen 30 in einem durch das Instrument io getragenen festen Halter schwingen 'kann. Eine geeignete Aufrichtvorrichtung kann vorgesehen sein, um die Läuferdrehachse fürgewöhnlich lotrecht zu halten. Ferner kann eine Sperrvorrichtung vorgesehen sein, um den Kreisei arretieren .zu können.
Außer der Stabilisierung des Erdinduktorkompasses ist der Kreisel mit Schräglagen- und Stampfaufnahmevorrichtungen versehen, die aus Induktionsvorrichtungen 31 und 32 bestehen, die je einen dreiphasig gewickelten Ständer 33 bzw. 35 besitzen, mit welchem ein gewickelter Läufer 34 bzw. 36 induktiv gekoppelt ist, der sich z. B. mit .dem Lagerzapfen. 3o bzw. 29 bewegen kann. Beide Läufer 34 und 36 werden über einen gemeinsamen Leiter 37 von der Stromquelle i8 erregt. In der Praxis sind die Aufnahmevorrichtungen 3i und 32 unmittelbar auf dem Kreisel angeordnet, wobei die Aufnahmevorrichtung 32 auf der Schräglagenachse und die. Aufnahme orrichtun!g 3i auf der Stampfachse liegt, so daß die drei Hauptsteuerimpulse von einem einzigen Hauptinstrument abgeleitet werden. Die sich aus dieser Anordnung ergebenden Vorteile liegen auf .der Hand. Das Gewicht der ganzen Vorrichtung wird z. B. dadurch verringert, daß, während früher mindestens zwei Kreisel, und zwar ein Richtungskreisel und ein Horizontkreisel erforderlich waren, die vorliegende Vorrichtung nur einen Kreiselerfordert. Außerdem sind die Hauptsteuerungen in einem einzigen Gehäuse vereinigt, wodurch .die Bedienung der Vorrichtung einfacher wird und Störungen rascher beseitigt werden können.
Im Gleidhgewichtszustand, d. h. wenn das Fahrzeug sich auf einem ,gegebenen Kurs befindet und alle Steuerungen vereinigt sind, werden die Spannungen in den drei Wicklungen des Ständers 24 der Kopplungsvorrichtung 25 des Hauptanzeigers 26 der Spannung an den drei Anzapfungen der Sekundärspule ig der Aufnahmevorrichtung entsprechen, und :die Läufer 34 und 3.6 der Aufnahmevorrichtungen 3i und 32 werden gegenüber :den zugehörigen Ständerwicklun:gen 33 und 35 eine gegebene Stellung einnehmen. Gleichzeitig ist eine Läuferwicklung 38, die mit dem Ständer 24 der Kopplungsvorrichtung 25 induktiv gekoppelt ist und von einer im Hauptanzeiger 26 in geeigneter Weise gelagerten Welle 39 getragen wird, in einer Winkelstellung angeordnet, in welcher ihre elektrische Achse zum resultierenden Magnetfeld der drei Stän.derwicklungen senkrecht liegt, so daß die Spannungen in den Ständerwicklungen auf die Läuferwicklung keine induzierende Wirkung ausüben. Sobald das Fährzeug jedoch. von einem vorgeschriebenen Kurs abweicht, ändern sich die Spannungen an den drei Anzapfungen der Sekundärspule ig, wodurch. eine Änderung in den Spannungen einer jeden Ständerwicklung entsteht. Eine solche Änderung im Ständer erzeugt eine Winkeländerung des resultierenden Magnetfeldes, und, da dann die elektrische Achse .der Läuferwicklung nicht mehr senkrecht zum resultierenden Feld im Ständer ist, so werden in der Läuferwicklung 38 Impulse induziert, die .dem Winkel der Abweichung .des Fahrzeuges von seinem vorgeschriebenen Kurs entsprechen.
Diese in der Läuferwicklung 38 induzierten elektrischen Impulse werden durch geeignete Leiter 4o einem üblichen Vakuumrö'hrenverstärker 41 und von diesem durch Leiter 42 einer Phasenwicklung 43 eines Zweiphaseninduktionsmotors 44 zugeführt, dessen zweite Phasenwicklung 45 von der Stromquelle 18 über einen üblichen Frequenzverdoppler 46 ständig erregt wird. Dieser Verdoppl@er 46 ist eingeschaltet, damit die Ströme in ,den beiden Motorwicklungen gleiche Frequenzen haben, da, wie gezeigt, die Freqenz der in der Sekundärwicklung i9 induzierten doppelt so groß ist wie die Frequenz ,des Erregerstromes. Außerdem ist im Verdoppler ein geeignetes Phasenverschiebungsnetzwerk angeordnet, damit die Phasen ,der Ströme in den beiden Motorwicklungen im wesentlichen um 9o-° gegeneinander verschoben sind.
Bei Erregung der Motorphasenwic'klung 43 wird ein Läufer 47 betätigt, auf dessen Welle 48 ein Triebrad 49 sitzt, das mit einem Untersetzungsgetriebe 50 kämmt, in welchem ein angetriebenes Zahnrad 51 an der Welle 39 befestigt ist, um die Läu,ferwicklun!g 38 in die Nullstellung, d. h. in eine Stellung zu bringen, in weicher die elektrischeAchse der Läuferwicklung eine zum neuen resultierenden Ständerfeld senkrechte Stellung einnimmt, wobei .der Impuls. im Läufer 38 nahezu gleich Null ist, so daß die Phasenwicklung 43 des Motors 44 aberregt wird und der Motor zum Stillstand kommt.
Um den neuen Kurs bzw. die Größe der Kursabweichung anzuzeigen, ;ist ein Anzeigerzifferblatt 52 vorgesehen, .das von einer innerhalb des Hauptanzeigers gelagerten Welle 53 ;getragen wird und eine Winkelbewegung gegenüber einem feststehenden Zeiger 54 ausführen kann. Diese Winkelbewegung wird,dem Zifferblatt durch die Läuferwelle 39 über ein Zahnrad 55 mitgeteilt, das auf der Welle sitzt und mit einem Zahnrad 56. kämmt, das mit einer auf der Zifferblattwelle 53 befestigten Hohl-. welle 57 verbunden ist. Die Welle 57 ist vorzugsweise über die Welle 53 muffenartig aufgeschoben und mit dieser durch einen in der Figur nicht dargestellten Ausgleichsmechanismus verbunden.. Durch Beobachtung des Zifferblattes 52 wird -der Führer seinen Kurs sofort erkennen, und auf Wunsch kann die Angabe des Zifferblattes an. mehreren entfernten Stellen wiederholt werden. Zu diesem Zweck trägt die Welle 53 ein Zahnrad 58, das mit einem Zahnrad 59 kämmt, welches mit dem Magnetläufer 6o eines elektromagnetischen Senders 61 antriebsmäßig verbunden ist, dessen Ständerwicklung an der entfernten Stelle mit einem ä'hnlic'hen elektromagnetischen Empfänger in Verbindung steht.
Der Motor 44 bringt nicht nur den Läufer 38 .der Kopplungsvorrichtung 25 bei einer Kursabweichung des Fahrzeuges in eine neue Nullstellung, sondern be-,virkt außerdemeine Winkelverschiebung eines gewickelten Läufers 62 von einer- normalen Nullstellung aus gegenüber einem dreiphasig gewickelten Ständer einer induktiven Sendervorrichtung 63, mit welcher der Läufer induktiv gekoppelt ist. Die Läuferwicklung wird über -die Leitungen 64 und 37 durch die Stromquelle 18 erregt. Wegen der .gegenseitigm Verschiebung des gewickelten Läufers@s62 gegenüber dem zugehörigen Ständer werden in diesem Spannungen induziert, die über einen Verstärker einer Steuerhilfsvorrichtung zugeführt werden können, um das Seitenruder zu betätigen. Eine solche Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, .daß es nicht möglich ist, ein Verschiebungssignal unabhängig vom Erdinduktorkompaß einzustellen, ohne diesen von der Vorrichtung zu trennen.
Um dies zu ermöglichen, ist eine neuartige Anordnung getroffen, durch welche die Änderung der im Ständer des Senders 63 entwickelten Spannungen durch. Leiter 65 einem dreiphasig gewickelten Ständer einer induktiven Kurseinstellvorrichtung 66 zugeführt werden, .die für gewöhnlich in einem nicht dargestellten Hauptsteuerfeld angeordnet ist, wobei ein gewickelter Läufer 67 mit ,dem Ständer 66 induktiv gekoppelt ist. Die Änderung der Spannungen im Ständer der Kurseinstellvorrichtung erzeugt ein gegenüber dem Läufer 67 veränderliches Magnetfeld, wodurch im Läufer ein Impuls induziert wird, der der Größe der Abweichung des Fahrzeuges von seinem vorgeschriebenen Kurs entspricht.
Der gewickelte Läufer 67 'kann gegenüber dem zugehörigen gewickelten Ständer durch eine in der üblichen Weise gelagerte Welle 68 Winkelbewegungen ,ausführen, welche eine Walze 69 trägt, die mit einer quer beweglichen Seheibe 70 in Berührung steht, welche auf einer Welle 71 drehbar gelagert ,ist. Die Weile 71 ist mit einem Halter 72 verbunden, dessen freies Ende an einer beweglich angeordneten Schiene 73 befestigt ist. Die Scheibe 70 steht nicht nur mit der Walze 69, sondern auch mit einer integrierenden Scheibe 74 in Berührung, die von einer Welle 75 getragen wird. Die Welle 75 wird mit gleichbleibender Geschwindigkeit von einem Motor 76 angetrieben, der über die Leitungen 77 und 37 von der Stromquelle 18 :gespeist wird. Die Scheibe 70 steht für gewöhnlich mit dem Mittelpunkt der integrierenden Scheibe 74 in Berührung, so daß die Scheibe 7o in diesem Falle nicht gedreht wird.
Die in dem Läufer 67 induzierten Impulse werden durch einen Leiter 79 und über einen ersten Schalter A mit Kontakten i und .2 sowie durch einen Leiter 8o und über einen w=eiten Schalter B' mit ebenfalls zwei Kontakten i und' 2 und schließlich über einen Widerstand 81 und einen Leiter 82 dem Einsgang eines üblichen Vakuumröhrenverstärkers 78 zugeführt. Die Kontakte i beider Schalter sind bei nicht eingeschalteter selbsttätiger Steuervorrichtung .geschlos-sen. Die Verstärkerleistung wird durch einen Leiter 83 auf die veränderliche Phase 84 eines Zweipbaseninduktionsmotors 85 gegeben, dessen zweite Phase 87 über einen Leiter 88 von der Stromquelle 18 ständig erregt wird. Der Läufer 86 des Motors 85 bewegt die Schiene 73 über ein Zahnrad 89, -das mit einem verzahnten 'Teil der Schiene kämmt, wobei die Richtung der Bewegung der Schiene durch die Phase der der veränderlichen Phase des Motors 85 zugeführten Impulse bestimmt wird.
Die Bewegung der Schiene 73 teilt der Scheibe 70 eine von der Mitte der umlaufenden Scheibe 74 aus. erfolgende Querbewegung mit, worauf die Scheibe 70 :gedreht wird und eine Winkelbewegung .der Walze 69 und der Welle 68 bewirkt, so daß der Läufer 67 in seine neue Nullstellung, d. h. .in eine Stellung gebracht wird, in welcher seine elektrische Achse zu dem resultierenden Magnetfeld des Ständers senkrecht steht, das von dem im Kompaßteil i i erzeugten Verschiebungsimpulsen abhängt. Die Schiene 73 ist ferner mit einem verzahnten Teil go versehen, der mit einem Schneckenrad gi kämmt, das von einer Welle 92 getragen wird. Die Welle 92 trägt ferner einen gewickelten Läufer 93, .der :durch einen Leiter 94 von der Stromquelle 18 erregt wird und mit einem dreiphasig gewickelten Ständer 95 induktiv gekoppelt ist.
Der gewickelte Läufer 93 befindet sich für gewöhnlich in einer elektrischen Nullstellung gegenüber dem gewickelten Ständer 95, sobald aber der Motor 85 die Schiene 73 bewegt, um den Läufer 67 in seine neue Nullstellung zu bringen, wird der Läufer 93 gegenüber seinem Ständer 95 verschoben, wodurch in .diesem ein Impuls induziert wird, der dem im Läufer 67 induzilerten Impuls entgegengesetzt ist. Die Bewegung des Läufers 67 gegen seine neue Nullstellung verringert den darin erzeugten Impuls, bis ein Punkt erreicht wird, in welchem der Impuls des Ständers. 95 größer ist als der Impuls des Läufers 67, worauf der Ständer-. impuls überwiegt und der Motor 85 in der umgekehrten Richtung läuft und den beweglichen Läufer 93 ge'g'en seine ursprüngliche Nullstellung zurück und den Läufer 67 von der neuen Nullstellung weg bewegt, die er zu erreichen suchte. Die Scheibe 70 wird .dann gegen die Mitte der integrierenden Scheibe 74 bewegt, so daß die Bewegung des Läufers 67 allmählich abnimmt. Wenn sich der Läufer 93 seiner Nullstellung nähert, überwiegt der, wenn auch verringerte Impuls vom Läufer 67, wodurch die Drehrichtung des Motors 85 wieder umgekehrt wird und der Motor in dieser umgekehrten Richtung so lange läuft, bis der Läufer 67 schließlich in seine neue Nullstellung :gebracht wird und der Läufer 93 seine ursprüngliche Nullstellung gegenüber dem Ständer 95 wieder einnimmt. Hinundherbewegungen seitens der Vorrichtung werden somit verhindert, und eine Anzeigervorrichtung 96 kann mit der Walze 69 verbunden .sein, wobei die Angaben dieser Vorrichtung dann mit ider Angabe des. Hauptinstrumentes 26 übereinstimmen, wenn der Läufer 67 in seine neue Nullstellung gebracht worden ist. Wenn die Angaben des Hauptinstrumentes 26 und des. Instrumentes 96 miteinander übereinstimmen, so kann der Führer die Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung des Fahrzeuges einschalten.
Um die selbsttätige Steuerung eines Seitenruders 97 zu erhalten, werden die Kontakte i der Schalter A und B geöffnet und deren Kontakte 2 geschlossen. Hierauf äußert sich jede Abweichung es Fahrzeuges von einem vorgeschriebenen Kurs ,durch einen vom Kompaßteil i i erzeugten Impuls, der in der induktiven Vorrichtung 63 und im Ständer der Vorrichtung 66 wiederholt wird, in deren Läufer 67 ein entsprechender Impuls induziert wird, welchen ein Leiter 79 über den Kontakt 2 des Schalters A dem Eingang eines üblichen Vakuumröhrenverstärkers 97a zuführt, dessen Leistung durch einen Leiter 98 der veränderlichen Phase 9g eines Ruderhilfsinduktionsmotors @ioo zugeführt wird, dessen zweite Phase ioi über die Leiter io2 und 1'03 von der ,Stromquelle 18 ständig erregt wird. Zwischen dem Motor f o i und einer das Ruder betätigenden Welle 104 ist eine für gewöhnlich ausgerückte Kupplung io5 vorgesehen, die mit einer Antriebsmagnetspule -io6 versehen ist, welche durch einen Leiter io8 über einen für gewöhnlich offenen Hilfsschalter 107 mit einer geeigneten, nicht dargestellten Gleichstromquelle verbunden ist.
Für die selbsttätige Steuerung wird der Schalter 107 durch den Führer geschlossen, wodurch die Magnetspule io6 erregt wird und die Kupplung 105 einrückt und damit eine Antriebsverbindung zwischen dem Motor ioo und dem Ruder 97 herstellt. Eine elektrische Nacblaufsteuerung ist zwischen dem Ruder 97 und dem Kompaß @i i vorgesehen und besteht aus einem induktiven Nachlaufimpulsgeber, der einen dreiphasig gewickelten Ständer rog besitzt, mit welchem ein gewickelter Läufer i io induktiv gekoppelt ist, der durch die Leiter 37, 7%, 88 und die Leiter i i i und 112 von der Stromquelle 18 erregt wird. Dieser Läufer ist auf !der Welle,vo4 verschwenkbar angeordnet. Eine Bewegung der Welle iod. durch den Motor ioo erzeugt eine Winkelbewegung des Läufers-iio von einer normalen Nullstellung gegenüber dem Ständer iog aus, wodurch in diesem ein Nachlaufimpuls in.dnziert und durch einen Leiter 113 dem Verstärker 97a zu- geführt wird, um .dem im Läufer 67 entwickelten Richtungsimpuls überlagert zu werden. Der im Ständer iög erzeugte Nachlaufimpuls hat eine der Richtung des Richtungsimpulses entgegengesetzte Richtung und nimmt bei einer Auslenkung des Ruders infolge des fortwährenden Laufes des Motors ioo ,so lange zu, bis ein Punkt erreicht wird, in dem der Impuls im Ständer iiog mit dem Richtungsimpuls genau gleich und entgegengesetzt ist und den letztgenannten Impuls hierdurch neutralisiert. Der Motor ioo ist dann nicht mehr erregt, und das Ruder 97 hat im Verhältnis zum Richtungsimpuls eine äußerste,Stellung erreicht.
Wenn das Ruder 97 derart ausgelenkt ist und der Motor ioo nicht mehr erregt wird, so beginnt das Fahrzeug, auf seinen vorbestimmten und vorgeschriebenen Kurs zurückzukehren. Hierbei nimmt der durch die Aufnahmevorrichtung vi erzeugte Richtungsimpuls ab, und während der Na-chlaufimpuls des Ständers iog überwiegt, da er seinen Höchstwert erreicht hat, wird der Motor ioo in der entgegengesetzten Richtung erregt, um das Ruder in seine neutrale Stellung zurückzuführen. Während des umgekehrten Laufes des Motors roo nimmt der Impuls im Ständer iog während der Rückkehr des zugehörigen Läufers i io in seine normale Nullstellung ab, in welcher sich das Ruder und die den Richtungsimpuls erzeugende Vorrichtung im Synchronismus befinden, es sei denn, daß ein anderer Richtungsimpuls durch die Aufnahmevorrichtung erzeugt wird. Dieser Synchronismus wird erhalten, ohne daß mechanische N:achlaufv °rbindungen, wie z. B. Seile, zwischen dem Ruder und der Aufnahmevorrichtung angeordnet sind.
Eine Steuerung des ,Seitenruders durch den Richtungsimpuls allein wird unvermeidlich ein Schwingen des Fahrzeuges zur Folge haben, da dieses hei seiner Rückkehr auf seinen Kurs über die richtige Kursstellung hinauszuschwingen sucht und @da es bei der Rückkehr auf :diesen Kurs nochmals in der Richtung der ursprünglichen Kursabweichung hinausschwingen wird. Dies hat zur Folge, daß das Fahrzeug um seinen richtigen Kurs hin und her pendelt, statt ständig darauf zu verbleiben.
Dadurch, daß dem Richtungsimpuls ein weiterer Impuls überlagert wird, .der von der Winkel- oder Wendegeschwindigkeit des Fahrzeuges abhängt, ist es nunmehr möglich, .die Schwingung des Fahrzeuges so- zu steuern, daß eine kriechend abklingende Schwingung in der Steuerung und eine äußerste Standhaftigkeit unter allen Wetterbedingungen erhalten werden können. Zu diesem Zweck ist ein Wendegeschwindigkeitskreisel vorgesehen, dessen elektrisch angetriebener Läufer 114 mit einer für gewöhnlich waagerechten Drehachse mittels Lagerzapfen ii 15 in einem Tragring 116 angeordnet und Tiber Leitungen 88 und 77 mit der Stromquelle,i 8 verbunden ist. Der Tragring 116 kann seinerseits durch äußere Lagerzapfen 117 und 118 um eine zweite waagerechte, zur Drehachse senkrechte Achse schwingen. Geeignete nachgiebige :Mittel, wie z. B. Federn i i9, sind mit dem Lagerzapfen r17 veT-bunden, um der Kreiselpräzession in der dem Fachmann bekannten Weise eine Wendegeschwindigkefsfunktion zuzuordnen.
Um einen Impuls zu erzeugen, der der vom Wendekreisel angezeigten Wendegeschwindigkeit des Fahrzeuges entspricht, ist ein induktiver IGeber -i 2o vorgesehen, der aus einem dreiphasig gewickelten ,Ständer und einem damit induktiv gekoppelten gewickelten Läufer 121 besteht, .der über den Leiter 37 von der Stromquelle 18 erregt werden !kann. Der Läufer 121 ist auf dem Lagerzapfen vi.8 mit diesem drehbar angeordnet.
In jeder der drei Wicklungen des Ständers -des Gebers i20 wird entsprechend der Winkelstellung des Läufers 12.1 eine Spannung erzeugt. Der Ständer ist durch einen Leiter i22 mit dem Eingang des Verstärkers 97a verbunden. Wenn sich der Läufer 121 in einer gegebenen Nullstellung gegenüber dem zugehörigen Ständer, d. h. in einer Stellung befindet, in welcher das Fahrzeug keine Winkelgeschwindigkeit besitzt, so wird dem Verstärker kein Impuls durch den Leiter 122 zugeführt. Sobald jedoch das Fahrzeug von seinem Kurs abweicht und somit auch eine ,Winkelgeschwindigkeit erhält, wird der Läufer 121 gegenüber dem zugehörigen,Ständer verschwenkt, wodurch Spannungen in den Ständerwicklungen induziert werden. Der infolge dieser Änderung entwickelte Impuls wird im Verstärker 97a dem Richtungsimpuls und dem Nachlaufimpuls überlagert.
Die drei Impulse, d. h. der Richtungsimpuls, der Geschwindigkeitsimpuls und der Nachlaufimpuls, werden im Verstärker miteinander überlagert oder algebraisch addiert, um den Induktionsmotor zu steuern. Durch eine solche Anordnung addiert sich der Geschwindigkeitsimpuls während einer anfänglichen Abweichung des Fahrzeuges von seinem vorgeschriebenen Kurs zu dem Richtungsimpuls und wirkt dem Nachlaufimpuls entgegen, so daß da: Seitenruder schneller ausgeschlagen wird, als dies mit dem Richtungsimpuls allein der Fall wäre, und während der Rückkehr zum normalen Kurs wirke der Geschwindigkeitsimpuls, da die Richtung der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges jetzt eine entgegengesetzte ist, dem Richtungsimpuls entgegen., unterstützt aber den Nachlaufi.mpuls, wodurch verhindert wird, @daß das Fahrzeug über seinen vorgeschriebenen Kurs hinausschwingt, sobald es auf diesen zurückkehrt. Dies wird durch eine Vorsteuerung erreicht, die eine geringe Auslenkung des Seitenruders in die entgegengesetzte Richtung bewirkt, wenn sich das Fahrzeug der Kursstellung nähert, wodurch. die Schwenkung gebremst wird und das Flugzeug in dieser Kursstellung verbleibt. Hieraus geht also hervor, daß die statische Ruderstellung infolge der vorgeschriebenen Anordnung der Summe des Geschwindigkeitsimpulses und des Richtungsimpulses algebraisch proportional ist.
Die Impulse zur Steuerung des Fahrzeuges um seine Schräglagen- und ,Stampfachse werden von Aufnahmevorrichtungen 3.1 und 32 abgeleitet, die auf den Kreisellagerzapfen @2'9 und 30 im Hauptinstrument io angeordnet sind. Der Ständer 33 der Aufnahmevorrichtung 31 ist durch Leiter 125 mit einem dreiphasig gewickelten Ständer 126 einer induktiven Schräglagentrimmvorrichtung verbunden, mit welchem ein gewickelter Läufer 127 induktiv gekoppelt ist. Dieser Läufer ist durch einen Leiter @i-og mit dem Eingang eines Verstärkers 128 verbunden. Die Welle 13o des Läufers 127 ist mit einem Hebel 131 verbunden, .dessen freies Ende mit einer Rolle 133 verbunden ist, die mit einem Daumen 134 zusammenwirkt, der an der Schiene 73 befestigt ist. Je nach der Bewegungsrichtung dieser Schiene ,verden die Welle 13J0 und der Läufer 127 über die Rolle 133 in entgegengesetzten Richtungen verschwenkt werden.
Andererseits ist der Ständer 35 der Stampfaufnabmevorrichtung32 durch Leiter 1135 mit einem dreiphasig gewickelten .Ständer 136 einer Stampftrimmvorrichtung verbunden, deren mit dem Ständer induktiv gekoppelter gewickelter Läufer 137 durch einen Leiter 1-39 mit dem Eingang eines Verstärkers 138 verbunden ist. Der Läufer 137 wird von einer Welle r40 getragen, die mit dem einen Ende eines Winkelhebels 141 verbunden ist, dessen freies Ende an einer Rolle 142 befestigt ist. Die Rolle 142 ist so angeordnet, daß sie mit zwei in entgegengesetzten Richtungen geneigten Daumen 143 und 144 an der Schiene 73 in Berührung kommen kann, so daß eine Bewegung der Schiene in einer Richtung die Rolle 142 längs .der Daumenfläche 144 so dreht, daß der Winkelhebel um die als Drehzapfen wirkende Welle 1401 und somit der Läufer 137 in einer Richtung verschwenkt werden, während die Bewegung der Schiene in .der entgegengesetzten Richtung die Rolle 142 längs der Daumenfläche 143 .dreht, um den Winkelhebel und den Läufer 137 in derselben Richtung zu verschwen'ken. Die Anordnung ist demnach :derart eingerichtet, d@aß die Bewegung der Schiene 73 in der einen oder in der anderen Richtung eine Wiinkelverschiebung des Läufers T37 in nur einer Richtung bewirkt.
Die dreiphasig gewickelten Ständer 126 und 136 der Schräglagen- und Stampfvorrichtungen sind tatsächlich Übertrager für irgendwelche ,Schräglagen- und Stampfsignale, die in den Aufnahmevorrichtungen 31 und 32 am Kreisel erzeugt werden. Eine Bewegung ges Fahrzeuges in der Schräglage und im Stampfen erzeugt eine gegenseitige Bewegung der gewickelten Läufer 34 und 36 gegen.-über den zugehörigen Ständern, wodurch unausgeglichene Spannungen in den Ständerwicklungen entwickelt und den Ständerwicklungen z!26 und 136 mitgeteilt werden. Wegen dieses unausgeglichenen Zustandes der Ständerwicklungen 126 und 136 wird die elektrische Achse der Läufer z-27 und 137 nicht länger zur Resultierenden aus den beiden Feldern an. .den ,Ständern senkrecht sein, so daß in jedem Läufer Impulse induziert werden, die der Schräglage und dem Stampfzustand des Fahrzeuges proportional sind. Die beiden Impulse werden in Verstärkern 128 und 138 verstärkt, und die Leistungen dieser Verstärker werden durch Leiter 145 und 146 den veränderlichen Phasenwiclclungen 147 bzw. 148 von Quer- und Höhenruderhilfsmotoren 149 bzw. 15o zugeführt, wobei die zweite Phase i S i des-Motors 149 durch Leiter io2, 103 und 152 und die zweite Phase 153 des -Motors 15o durch die Leiter 102, 103 und 154 von der Stromquelle 18 ständig erregt wird.
Zwischen den Motoren 1a.9 und i5o und ihren zugehörigen Quer- und Höhenruderantriebswellen 155 und 156 sind für gewöhnlich ausgerückte Kupplungen 157 und 158 eingeschaltet, die mit Betätigungsmagnetspulen@i59, 16io versehen sind. Diese Magnetspulen sind über für gewöhnlich offene Schalter 161 und 162 über Leiter 163 und 16.a_ mit einer geeigneten, nicht .dargestellten Gleichstromquelle verbunden.
Bevor die Schalter 161 und 162 zum Einrücken der Kupplungen 15,7 und 158 geschlossen werden, um eine Antriebsverbindung zwischen den Motoren 149 und i5o und ihren zugehörigen Rudern 165 und 166 herzustellen. muß festgestellt werden, ob ein Synchronismus zwischen der Steuervorrichtung und den Rudern vorhanden ist oder nicht. Die Querruder können sich z. B. in einer auf normale Weise zentrierten Stellung befinden, aber ein Schräglagenimpuls kann im Läufer 127 und am Ausgang des Verstärkers 128 vorhanden sein, oder es kann im Läufer kein Impuls vorhanden, aber die Ouerruder können verschoben sein. In dem einen wie in dem anderen Falle würden die« Motoren i q9 und i5o wegen der durch die Schräglage und das Stampfen oder durch die verschobenen Flächen erzeugten Impulse laufen, so daß das Schließen des Schalters 161 z. B. schwere Stöße in der Vorrichtung und im Fahrzeug hervorrufen würde.
An den Ausgängen der Verstärker 128 und 138 sind daher Synchronisationsanzeiger 167 und 168 angeordnet, die als Links-Rechts-Anzeiger ausgebildet sein können und das Vorhandensein einer Schräg- und Stampflage auch dann anzeigen, wenn die Oiier- und Höhenruder zentriert sind. Um die Schräglagen- und Stampfimpulse zu beseitigen, sind die Ständer 126 und 136 der Schräglagen- und Stampftrimmvorrichtungen so angeordnet, daß sie durch Schräglagen- und Stampftrimmknöpfe 16c9 und 170 gegenüber den gewickelten Läufern 127 und 137 verschwenkt werden können. Diese Knöpfe können gedreht werden, um die zugehörigen Ständer 126 und 136 zu verschwenken, bis die Resultierenden der darin vorhandenen,Magnetfelder gegenüber der elektrischen Achse der Läufer 127 und 137 normale Stellungen einnehmen. Dann werden in keinem der Läufer Impulse induziert, und die Anzeiger 167 und 168 zeigen an, daß kein Schräglagen- und kein ,Stampfzustand vorhanden ist.
'Wenn andererseits kein Schräglagen- und kein Stampfimpuls in den Läufern 127 und 137 vorhanden ist, aber die Quer- und Höhenruder sich nicht in ihrer zentrierten Stellung befinden, so wird dieser Zustand ebenfalls von den Anzeigern ;i67 und 168 registriert. Dies ist derFall,weil induktive Nachlaufvorrichtungen vorhanden sind, die aus dreiphasig gewickelten Ständern 171 und 172 bestehen, mit denen je ein zugehöriger .gewickelter Läufer i'713 bzw. 174 induktiv verbunden ist, wobei diese Läufer durch Leiter 175 und 176 am Leiter i i i angeschlossen sind, um von der Stromquelle 18 erregt zu werden. Der Läufer 173 kann mit der Welle 155 gegenüber dem Ständer 171 verschwenkt werden und befindet sich in einer elektrischen Nullstellung gegenüber den Ständern, wenn die Querruder 165 zentriert sind. Wenn die Querruder von ihrer Zentralstellung aus verschoben werden, so wird sich der Läufer 173 nicht in der Nullstellung befinden, und daher wird in der Ständerwicklung 171 ein Impuls induziert und durch einen Leiter a77 dem Verstärker i28 zugeführt, wodurch der Anzeiger 167 diese Querruderauslenkung registriert.
Andererseits kann der Läufer 174 der Nachlaufvorrichtung des Höhenruders mit der Welle 156 verschwenkt werden und befindet sich in der elektrischen Nullstellung gegenüber dem zugehörigen Ständer, wenn das Höhenruder 166 zentriert ist. Wenn das Höhenruder aber aus seiner zentrierten Stellung ausgelenkt ist, so befindet sich der Läufer 17'q. nicht in der Nullstellung, und daher wird in den Ständerwicklungen 172 ein Impuls induziert und durch einen Leiter 178 dem Verstärker 138 zugeführt, wo der Anzeiger 168 .diese Höhenrudeerauslenkung registriert.
Der Führer kann dann die Ouer- und Höhenruder zur Zentrierung selbst betätigen, worauf die Läufer 173 und 174 in ihre Nullstellung zurückkehren und die Impulse in den Ständern 171 und 172 auf Nullsinken, wobei dieser Zustand von den. Anzeigern 167 und 168 angegeben wird. Die Vorrichtung befindet sich jetzt mit den Rudern im Synchronismus, und daher können nunmehr die Schalter 161 und 162 betätigt werden, um die Hilfsmotoren 149 und 150 mit den zugehörigen Rudern 165 und 166 zu verbinden. Hierauf wird jede Verschiebung des Fahrzeuges in der Schräglage oder in der Stampflage Impulse in den Schräglagen- und Stampfaufnahmevorrichtungen und auch in den Läufern 127 und 137 hervorrufen, die in den Verstärkern 12,8 und 138 verstärkt werden, um die Phasenwicklungen `147 und -148 der Motoren 149 und 150 zu erregen. Die so erregten Motoren bringen die Querruder 165 und .die Höhenruder 166 aus ihrer zentrierten Lage heraus, und gleichzeitig werden die Läufer 173 und 174 dir Nachlaufvorrichtungen aus ihrer elektrischen Nullstellung gegenüber den Ständern 171 und 172 verschoben, wodurch Nachlaufimpulse in den Ständern erzeugt und den zugehörigen Verstärkern zugeführt werden, um dort den Schräglagen- und Stampfimpulsen überlagert zu werden. Diese in den Ständern '171 und 172 induzierten, Nachlaufimpulse sind den Schräglagen- und Stampfimpulsen entgegengesetzt und nehmen mit der Auslenkun.g der Quer- und Höhenruder wegen des fortlaufenden Laufes der Motoren 149 und 15o zu, bis ein Punkt erreicht wird; wo: die in den Ständern 171 und 172 induzierten Impulse mit den Schräglagen- und Stampfimpulsen genau gleich und entgegengesetzt sind. Die Motoren 149 und 150 werden dann aberregt werden, und,die Quer- und Höhensteuer haben eine äußerste Stellung erreicht, :die den Schräglagen- und Stampfimpulsen entspricht.
Wenn sich die Quer- und Höhenruder in ihrer ausgelenkten Stellung befinden und die Motoren 1149 und c15,9 aberregt sind, .so beginnt das Fahrzeug, in eine normale Lage zurückzukehren. Hierbei nehmen die Schräglagen- und Stampfimpulse in .dem Aufnahmevorrichtungen 3-i und 3,2 ab; wodurch dann die Nachlaufimpulse in den Ständern 171 und 172 überwiegen, .da sie ihren Höchstwert besitzen und die (Motoren 149 und i 5,o in entgegengesetzter Richtung erregen, um die Rückführung der Quer- und Höhenruder in ihre neutrale ,Stellung einzuleiten, in welcher die Ruder und die .Schräglagen- und Stampfeinstellmittel synchrönisiert sind. Wie bei dem Richtungsstenerkanal wird der &ynchronismus ohne Verwendung von mechanischen zwangsläufigen Verbindungen, wie z. B. Seilen, zwischen .den Quer- und Höhenrudern und den Schräglagen- und iStampfsteuerungen erhalten.
Dadurch, daß den Schräglagen- und Stampfimpulsen ein Impuls überlagert wird, der von der Winkel- oder ;Schwenkungsgeschwindigkeit des Fahrzeuges während der Neigung und des Stampfens oder der Steigung abhängig ist, ist es möglich, die Schwingungen zu verhindern, die sonst um die Schräglagen- und Stampfachse entsteh ,en könnten. Zu diesemZweck sind daher Schwenkungageschwindigkeitskreisel vorgesehen, deren elektrisch angetriebene Läufer 179 und i89 durch Leiter i18!1 und 182 und -durch den Leiter '37 mit der Stromquelle 18 verbunden sind, wobei der Läufer 179 eine für gewöhnlich lotrechte Drehachse und der Läufer iäo eine für gewöhnlichwaagerechteDrehachsebesitzen, die gegenüber der Drehachse des Läufers 114 des im Richtungskanal angeordneten :Geschw indigkeitskreisels um 9o° verschoben sind. Der Läufer 179 ist mittels Lagerzapfen 183 im Tragring 184 gelagert, der seinerseits mittels äußerer Lagerzapfen 185, 186 um eine waagerechte Achse schwingen kann, die mit der Längsachse des Fahrzeuges parallel ist. Der Läufer i8o ist mittels Lagerzapfen 187 in einem Tragring 188 gelagert, der selbst mittels äußerer Lagerzapfen 189, igo um eine lotrechte Achse schwingen kann. Federn,igi und 1192, sind mit den Lagerzapfen 185 bzw. 189 verbunden, um der Kreiselpräzession eine Schwenkungsgeschwindigkeitsfunktion zuzuordnen.
Um Impulse zu. erzeugen, die der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges während der Neigung und des Stampfens proportional sind, sind induktive Geber vorgesehen, die aus dreiphasig gewickelten Ständern 193 und 194 bestehen, mit denen gewickelte Läufer 195. und 196 induktiv gekoppelt sind. Diese Läufer werden durch am Leiter 37 angeschlossene Leiter 197 und 198 von der Stromquelle i8 erregt und können mit den Lagerzapfen 186 und igo gegenüber den zugehörigen Ständern verschwenkt werden. Wenn das Fahrzeug um seine Schräglagen- und Stampfachse zentriert ist, so befinden sichtdie beidenLäufer in einer elektrischen Nullstellung gegenüber den zugehörigen Ständern. Sobald sich das Fahrzeug schräg einstellt oder stampft, verursacht die Winkelgeschwindigkeit um die Fahrzeugquerachse oder um die Fahrzeuglängsachse eine Präzession der Läufer 179 und @i.8o, durch welche die Läufer gegenüber den zugehörigen Ständern 193 und 194 verschoben werden und in den letzteren Impulse induzieren. Diese Impulse werden nun durch Leiter igg und Zoo den Verstärkern 128 und 138 zugeführt, um (dort den Schräglagen- und Stampfimpulsen und den zugehörigen Nachlaufimpulsen in derselben Weise und zu demselben Zweck überlagert zu werden, wie für .den Richtungsimpuls beschrieben wurde.
Es sind ferner neuartige Maßnahmen getroffen, um bei eingeschalteter selbsttätiger Steuervorrichtung die Flugrichtung des Fahrzeuges von einem vorgeschriebenen Kurs auf einen zweiten vorbestimmten Kurs zu ändern, ohne -den Kompaßteil r1 von der Vorrichtung zu trennen. Zu diesem Zweck kann der Ständer der Kurseinstellvorrichtung 66 gegenüber dem zugehörigen Läufer 67 durch einen Richtungstrimmknopf2o i verschwenkt werden.
Durch .die Betätigung des Knopfes 2ai und die damit verbundene Verschwenkung des Kurseinstellständers wird ein Impuls im zugehörigen Läufer 67 induziert und über den Leiter 79 dem Eingang des Verstärkers g7 a zugeführt, worauf die veränderliche Phase 99 des Motors ioo erregt wird und das Ruder 97 verschwenkt. Während der Schwenkung werden ein Nachlaufirnpuls und ein Geschwindigkeitsimpuls entwickelt, um das Arbeiten des Motors ioo und des Ruders 97 in der oben beschriebenen Weise zu ändern. Das Fahrzeug ändert seinen Kurs in einer langsamen Schwenkung, bis der durch den Kompaßteil i i infolge des magnetischen Erdfeldes entwickelte und in den Ständerwicklungen des induktiven Gebers 63 wiederholte Impuls genügend stark ist, um die Resultierende des Magnetfeldes des Ständers der Kurseinstellvorrichtung 66 in eine Stellung zubringen, die zur elektrischen Achse des Läufers 67 senkrecht ist. Dabei fällt der im Läufer induzierte Impuls auf Null, wenn das Fahrzeug seinen neuen Kurs erreicht hat, auf dem es dann durch die selbsttätige Steuervorrichtung gehalten wird, bis der Knopf toi abermals betätigt wird.
Ein weiteres neuartiges und wünschenswertes Merkmal der erfindungsgemäßen selbsttätigen Steuervorrichtung nach ,der Erfindung besteht darin, eine selbsttätige Schwenkung :des Fahrzeuges zu bewirken, ohne den Kompaßteil m von der Vorrichtung zu trennen. Zu diesem Zweck kann der dreiphasig gewickelte Ständer 95 der induktiven Nachlaufvorrichtung gegenüber dem zugehörigen Läufer 93 durch einen Knopf 2o2 verschwenkt werden. Durch Einstellung des Knopfes 2o2 kann für das Fahrzeug eine gleichmäßige Wendegeschwindigkeit mit den richtigen Schräglagen-und Stampfimpul.sen entwickelt werden, die für die gegebene Wendegeschwindigkeit des Fahrzeuges selbsttätig eingestellt werden.
Wenn der Führer .den Knopf 2o2 für die selbsttätige Schwenkung betätigt, so wird der Ständer 95 von seiner normalen Nullstellung gegenüber dem zugehörigen Läufer 93 verschwenkt, worauf in diesem Ständer ein Impuls induziert und durch den Leiter 82 dem Verstärker 78 zugeführt wird, der die veränderliche Phase 84 des Motors 85 erregt, worauf der Motor die Schiene 73 je nach der Richtung, in welcher der Knopf 2o2 gedreht wurde, in dereinen oder in der anderenRichtung bewegt und die Scheibe 70 gegenüber der integrierenden Scheibe 74 verschiebt. Dadurch wird der gewickelte Läufer 67 der Kurseinstellvorricbtung 66 gegenüber dem zugehörigen Ständer von seiner Nullstellung aus verschwenkt und führt die dadurch induzierten Impulse dem Verstärker 97" zu, um das Ruder 97 zu betätigen und hierdurch dem Fahrzeug eine gleichmäßige Wendegeschwindib seit zu erteilen.
Gleichzeitig mit der Verschiebung des Läufers 67 durch die Schiene73 verschiebt diese Schiene durch ihre Bewegung ebenfalls die Läufer 127 und 137 der Schräglagen- und Stampftrim@mvorrichtungen gegenüber den zugehörigen Ständern 136 und 126, wodurch die richtigen Schräglagen- und Stampfimpulse entwickelt werden, um die Quer- und Höhenruder um den richtigen Betrag für die besondere durch den Knopf 2o2 eingestellte Wendegeschwindigkeit auszulenken, wobei zu erwähnen ist, daß die Betätigung des Höhenruders unabhängig von der Richtung der Kurve in richtiger Weise erfolgt.
Auf Grund des durch den Schwenkungsknopf im Ständer 95 entwickelten Impulses fährt der Nachlaufmotor 85 fort, die Schiene 73 so lange zu bewegen, bis diese den Läufer 93 in eine neue Nullstellung gegenüber dem zugehörigen Ständer 95 gebracht hat, worauf der Impuls in diesem auf Null fällt und der Motor 85 aberregt wird. Alsdann ist die Scheibe 70 von ihrer normalen Stellung gegenüber der integrierenden Scheibe 74 aus so weit verschoben worden, daß der Läufer 67 der ', Kurseinstellvorrichtung 66 gegenüber dem zugehörigen Ständer mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit verschoben wird. Dieser Arbeitsgang würde sich unendlich lang fortsetzen, weil der im Läufer 67 entwickelte Impuls stets gegenüber dem Impuls voreilen wird, den der Kompaßteil i i dem Ständer der Kurseinstellvorrichtung mitteilt. Auf diese Weise wird eine selbsttätige Wendesteuerung geschaffen, mit der das Fahrzeug mit jeder gewünschten Geschwindigkeit z u einer selbsttätigen Schwenkung veranlaßt -werden kann, ohne den Kompaßteil ni von der Vorrichtung zu trennen, wobei die Schwenkung dann beendet wird, wenn der Führer den Knopf 2o2 in seine normale Stellung zurückbringt.
Um die selbsttätige Steuerungsvorrichtung nach der Erfindung auszuschalten, damit der Führer das Fahrzeug von Hand steuern kann, werden die Kontakte 2 der Schalter A und B geöffnet und die Kontakte -i .dieser Schalter geschlossen, während die Hilfsschalter 107, 161 und 162 geöffnet werden, worauf die Kupplungen io5, 157 und i58 die Seiten-, Quer- und Höhenruder von den zugehörigen Hilfsmotoren ioo, 149 und i5o trennen. Für die selbsttätige Steuerung werden andererseits die Kontakte i der Schalter A und B geöffnet und die Kontakte 2 dieser Schalter ebenso wie die Hilfsschalter 107 des Seitenruderkanals geschlossen. Wenn die Anzeiger 167 und 168 den Synchronismus anzeigen, so werden die Schalter 161 und 162 der Quer- und Höhenruderkanäle geschlossen, und wenn das Fahrzeug hierauf von einem vorgeschriebenen Kurs und bzw. oder von einer vorbestimmten Lage abweicht, so tritt die Vorrichtung sofort in Tätigkeit, um das Fahrzeug auf seinen vorgeschriebenen Kurs und bzw. oder in seine vorbestimmte Lage zurückzubringen.
Für die Richtungs-, Schräglagen- und Stampfkanäle wurden getrennte Verstärker 97, 128 und 138 gezeigt, jedoch kann ebensogut ein einziger Verstärker für alle drei Kanäle verwendet werden. Ferner wurden @die verschiedenen induktiven Vorrichtungen mit gewickelten Ständern und gewickelten, mit diesen induktiv gekoppelten Läufern dargestellt, jedoch könnten auch an Stelle dieser Vorrichtungen elektromagnetische Vorrichtungen mit gewickelten Ständern mit damit induktiv gekoppelten ungewickelten magnetischen Läufern verwendet werden.
So wird eine neuartige Rich:tung.s,trimmeinstellung geschaffen, durch welche es bei eingeschalteter selbsttätiger Steuervorrichtung möglich ist, den Kurs des Fahrzeuges zu ändern, ohne den Kompaßteil ri von der Vorrichtung zu trennen. Ferner kann dem Fahrzeug eine selbsttätige Schwenkung erteilt werden, wobei durch die Betätigung eines einzigen Knopfes ein gleichmäßiger Wendegeschwindigkeitsimpuls zusammen mit den passenden Schräglagen- und Stampfimpulsen entwickelt wird, die für die besondere Wendegeschwindigkeit erforderlich sind. Wenn auch nur eine einzige Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben und dargestellt wurde, durch welche ein lenkbares Fahrzeug um alle seine .drei Achsen gesteuert werden kann, so ist doch die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Verschiedene Abänderungen können auch an der Ausbildung und Anordnung der Teile vorgenommen werden, um diese verschiedenen Erfordernissen anzupassen. Zum Beispiel könnten einige der Ständer der induktiven Vorrichtungen zwei- statt .dreiphasig sein, oder es könnten Dreiphasenständer vorgesehen sein, aber nur zwei der Phasen würden genügen, um die verschiedenen beschriebenen Funktionen zu erfüllen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Selbsttätige Steuervorrichtung für ein lenkbares Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuermittel für eine gewünschte Wendegeschwindigkeit vorgesehen ist, das aus einem Impulsgeber (66) besteht, der von einem durch einen Motor (85), dessen Erregung in Abhängigkeit von der gewünschten Wendegeschwindigkeit geändert wird, gesteuerten Mechanismus mit Drehzahlregelung (70, 74.) betätigt wird und Impulse zur Steuerung des Seitenruderhilfsmotors (ioo) liefext.
2. Vorrichtung nach Anspruch i mit Mitteln, um die Steuerung von Handsteuerung auf automatische Steuerung bzw. umgekehrt umzuschalten, dadurch gekennzeichnet, daß bei manueller Steuerung der Motor (85) durch Impulse des Impulsgebers (66) erregt wird, um .den Geber zu betätigen, damit er eine der augenblicklichen Ruderstellung entsprechende Nullstellung einnimmt, so daß beim Einschalten der selbsttätigen Steuerung der augenblickliche Kurs beibehalten wird, wogegen der Geber während der Inbetriebnahme der automatischen Steuerung nicht vom Motor beeinflößt wird, um eine Nullstellung einzunehmen, so daß die Impulse, die in dem Geber entstehen, den Ruderhilfsmotor (ioo) betätigen und so den augenblicklichen Kurs einhalten lassen, wobei der Motor den Geber durch einen Mechanismus (70, 74) mit Drehzahlregelung mit einer gewünschten gleichmäßigen Geschwindigkeit betätigt.
3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (66) aus einem Übertrager besteht, der in den Seitenrudersteuerkanal (65, 79) eingeschaltet ist.
4.. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der überträger aus einem Ständerteil (66) und einem damit induktiv gekoppelten Läuferteil (67) besteht, wobei der eine Bestandteil dieses Übertragers vom Bedienenden mittels eines Kurseinstellmittels eingestellt werden kann, während der andere Bestandteil durch den genannten Mechanismus mitDrehzahlre.gelung (70, 74) angetrieben wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (6:7) des Übertragers (66) :durch den Mechanismus mit Drehzahlregelung (70, 74) gegenüber dem Ständer eingestellt werden kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wendegeschwindigkeitsstenervorrichtung in den Quer- und Höhenrudersteuerkanälen (r25, '135) Übertrager (i26, 136) besitzt, um Steuerimpulse zu erzeugen, welche :die entsprechenden Hilfsmotoren (149, =5o) erregen, um den 'richtigen Schräglagenwinkel für das Fahrzeug und die gewünschte Bewegung :des Höhenruders (t66) zu erzielen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeiten der Wendegeschwindigkeitssteuervorrichtung durch einen einstellbaren Impulsgeber (95, 93) gesteuert wird, der Steuerimpulse erzeugt, um den Steuermotor (85) des Mechanismus mit Drehzahlregelung (70, 74) zu erregen. B.
Vorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber (66) mit einem ständig laufenden Motor (76) durch einen Mechanismus mit Drehzahlregelung (70, 74) verbunden ist, .der ein Steuerglied (70, 71) enthält, das normalerweise derart eingestellt ist, däß .das Antriebsverhältnis gleich Null ist, und daß dieses Steuerglied mittels des Motors (8,5,) verschoben wird, um ein gewünschtes Antriebsverhältnis zu übertragen. g..
Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, .daß die Quer- undHöhenruderübertrager .aus je einem Ständer (i26, 136) und einem damit induktiv gekoppelten Läufer (i27, 137) bestehen, wobei der ein° dieser Teile als Primärelement und der andere als Sekundärelement wirkt. =o.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wendegeschwindigkeitssteuervorrichtung (2o2, 85) die Läufer (i27, 137) der Quer- -und Höhenruderübertrager gegenüber den Ständern (i26, 13.6) verstellt werden. r=.
Vorrichtung nach Anspruch =o; dadurch gekennzeichnet, daß die Ständer (i26, 136) der Quer- und Höhenruderübertrager einzeln gegenüber den Läufern (i27, 137) eingestellt werden können, um die entsprechenden Ruder (I65, 166) zu trimmen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis v=, da- j durch gekennzeichnet, daß der -Mechanismus mit Drehzahlregelung (70, 74) mit Mitteln (143, 144) in Verbindung steht, die den Höhenruderübertrager (137) einstellen und Steuerimpulse für einen Aufwärtsausschlag des j Höhenruders ohne Rücksicht auf die Arbeitsrichtung des Steuermotors (85) erzeugen.