NL8101246A - Regelinrichting. - Google Patents

Description

t * VO 1732

Rsgelinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het uitoefenen van een regeling, welke inrichting met de hand en automatisch kan worden beïnvloed, waarbij de automatische werking door de werking met de hand kan worden overheerst. Meer in het bijzon-5 der doch niet uitsluitend heeft de uitvinding betrekking op een vereiste-stuwdrukeenheid d.w.z. een "throttle box" voor een vliegtuig.

In een vliegtuig wordt de gasklep van de of elke motor bestuurd door een in de stuurhut gemonteerde vereiste-stuwkracht-10 eenheid, voorzien van een gashendelstelsel, waarbij een positione ring van de gashendel met de hand of langs automatische weg stuw-krachtveranderingen van het voortstuwingsstelsel bewerkstelligt.

Het is essentieel, dat de automatische bedrijfsmodus op een eenvoudige wijze door de vlieger kan worden overheerst.

15 De uitvinding beoogt te voorzien in een besturingsinrichting met niet slechts een gemakkelijk verkrijgbaar doch tevens een momentaan handoverheersingsvermogen.

Om ergonomische redenen en/of de voorkeur van de bemanning is het gewenst, dat de gasklepbesturingshefboom zich lineair kan 20 bewegen om de gasklep van de motor te regelen en de motorgasklep- besturing door de automatische piloot van het vliegtuig via de gasklepbesturingshefboom dient te worden uitgevoerd en daar als bewegingen van de hefboom zichtbaar is (dit geeft aan de vlieger een mate van "voelen” en vertrouwen in de werking van de automatische 25 piloot].

Derhalve dient de vereiste-stuwkrachteenheid te zijn voorzien van organen om informatie omtrent de positie van de hefboom naar de motorgasklep en naar de automatische piloot over te dragen (zodat b.v. een overheersing door de vlieger aan de automatische 35 piloot wordt gesignaleerd] en organen om de gasklephefbocm onder 8101246 * *.

- 2 - bestaur van de automatische piloot te bewegen. Het is derhalve duidelijk, dat een.dergelijke vereists-stuwkrachteenheid een be-trekkelük complexe inrichting met dientengevolge een groot-volume en gewicht kan zijn. In het algemeen wordt' de 'lineaire beweging 5 van de gaskiephefboom benaderd doordat de hefboom zich om een draai- ount over een kleine boog kan bewegen - dit draact bij tot de afmetingen van,de eenheid omdat het duideliik is, dat het'draaipunt dan oo een vrij grote afstand.van het greeogedeelte van de hefboom * moet liggen.

10 Derhalve is een verder oogmerk van de uitvinding het ver schaffen van een aanmerkelijk compacte vereiste-stuwkrachteenheid of "throttle box”, welke de vereiste functies vervult en tévens voorziet in een echte lineaire beweging van de gasklepbeaturings-hefboom.

15 Daartoe omvat volgens de uitvinding een inrichting voor het uitoefenen van de besturing een vast gedeelte, een beweegbaar onderdeel, dat wordt ondersteund door en met de hand of automatisch kan worden ingesteld ten opzichte van het vaste gedeelte, ên aandrijf organen om een dergelijke automatische positionering tot stand 20 te brengen, voorzien van dubbele magnetisch met elkaar samenwerken de componenten, waarvan de ene bij het beweegbare onderdeel behoort en de andere bij het vaste gedeelte behoort.

Het blijkt, dat bij een dergelijke constructie de positionering van het beweegbare onderdeel met de hand de magnetische ontier-25 linge samenwerking momentaan overwint,· er bestaat derhalve geen noodzaak tot het verschaffen van mechanische of elektrische uitschakelingen.

Waar de besturingsinrichting meer in het bijzonder bestemd is voor het uitoefenen van een afstandsbesturing b.v. wanneer de 30 inrichting is ondergebracht in de stuurhut van een vliegtuig en dient voor het tot stand brengen van stuwkrachtveranderingen van zich op een afstand daarvan bevindende voortstuwingsinrichting, is de inrichting voorzien van positiegevoelige organen voor het leveren van een signaal, dat overeenkomt met de positie en/of verande-35 ring van positie van het beweegbare onderdeel.

8101246 - 3 -

Volgens een tweede aspect van de uitvinding wordt voorzien in een vereiste-stuwKrachteenheid voor een vliegtuig, welke eenheid is voorzien van een vast huis, een met de hand beweegbaar onderdeel, dat in het huis wordt ondersteund om een lineaire beweging 5 ten opzichte daarvan uit te voeren, waarbij dit onderdeel is voor zien van een greepgedeelte, dat zich uit hfet huis uitstrekt, en aandrijfmotororganen, welke in het huis zijn ondergebracht om het beweegbare onderdeel onder bestuur van de automatische piloot van het vliegtuig te bewegen, waarbij de aandrijfmotororganen zijn voor-10 zien van een magnetisch interactieve combinatie van een langwerpig' onderdeel en een verder onderdeel, waarvan er één met het met de hand beweegbare onderdeel is gekoppeld en bestemd is voor een lineaire beweging ten opzichte van het andere onderdeel in de lengterichting van het langwerpige onderdeel, en wikkelingsorganen, welke 15 elektrisch kunnen worden aangedreven teneinde de magnetisch inter actieve onderdelen zodanig te beïnvloeden, dat de betreffende beweging optreedt, waarbij de vereiste-stuwkrachteenheid voorts is voorzien van aandrijfsignaaltoevoerorganen, die met de wikkelings-organen zijn gekoppeld om daaraan elektrische aandrijfsignalen toe 20 te voeren en positie-aftastorganen, welke bestemd zijn om door de aandrijfmotororganen te worden beïnvloed teneinde de relatieve positie van de magnetisch interactieve onderdelen te bepalen.

De aandrijfsignaaltoevoerorganen kunnen zijn voorzien van een in te steken elektronische moduul, die via een geschikte elek-25 trische verbindingsinrichting direct met het huis van de vereiste- stuwkrachteenheid is verbonden en voorzien is van elektronische organen voor het opwekken van de aandrijfsignalen voor de aandrijfmotororganen .

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder 30 verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig.1 een verticale doorsnede van een vereiste-stuwkrachteenheid voor een vliegtuig: fig.2 een einddoorsnede van de eenheid volgens fig.1: fig.3 een doorsnede van een deel van de aandrijfmotor, zo-35 als deze in de eenheid volgens fig.1 wordt toegepast,· 81 01246 * h- - 4 - fig.4 vier diagrammen ter toelichting van de werking van de motor volgens fig.3j fig.5 een vereenvoudigd schema van een deel van een elektrische keten, die bij de eenheid volgens fig.1 wordt toegepast,· 5 fig.S een schematisch verticaal zijaanzicht van een andere vereiste-stuwkrachteenheid; fig.7 een soortgelijk aanzicht van een derde vereiste-stuw-krachteenheidj fig.,8 een verder soortgelijk aanzicht van een vierde ver-10 eiste-stuwkrachteenheidj en fig.9 een dwarsdoorsnede van een roteerbare stapmotor.

De in fig.1 en 2 afgebeelde vereiste-stuwkrachteenheid omvat een rechthoekig, uit gegoten metaal bestaand huis 1 aan de open bovenzijde waarvan door middel van schroeven 2 een dekplaat 3 15 met daarin een centrale longitudinale gleuf 4 is bevestigd. Elke eindwand 5 van het huis 1 bezit daarin twee boven elkaar gelegen van bussen voorziene boringen 6, die elk op één lijn liggen met een overeenkomstige boring 6 in de andere eindwand. Elke twee met elkaar overeenkomende boringen ondersteunen de uiteinden van een 20 respectief onderdeel van twee asvormige onderdelen 7. Elk onderdeel 7 vormt de stator van een lineaire aandrijfmotor, welke voorts is voorzien van een "bewegingsorgaan" 8. Elk bewegingsorgaan 8 omvat een cilindrisch huis 9, dat om de betreffende stator 7 is opgesteld en glijdbaar ten opzichte daarvan wordt ondersteund door twee 25 buslegers 10, die zich in het huis 9 bij respectieve uiteinden daarvan bevinden. Bij elk uiteinde van elk bewegingsorgaan 8 bevindt zich een cilindrisch gedeelte 11 met een kleinere diameter dan het hoofdgedeelte van elk huis 9 en de twee bewegingsorganen zijn met elkaar gekoppeld door een hol juk 12, dat aan de onderzij -30 de open is, zodat het naar beneden over de twee bewegingsorganen kan worden bewogen, waarbij het juk aan elk uiteinde is voorzien van een gleuf 13, die met tegenover elkaar gelegen zijden van de gedeelten 11 samenwerkt. Da lengte van de gleuf is zo groot, dat een tolerantie in de afmetingen en afstand van de twee aandrijfmo-35 toren mogelijk is. Het bovenste uiteinde van het juk 12 bezit een 8101246 - 5 - versmald zich naar boven uitstrekkend gedeelte 14, dat door de gleuf 4 in de dekplaat 3 steekt, waarbij het bovenste uiteinde van dit gedeelte 14 van een gleuf is voorzien voor het opnemen van een plaat 15, welke deel uitmaakt van de handgreep van een vlieger, 5 welke voorts is voorzien van tweeJgegroefde, cilindrische greepge- deelten 16, die door een schroef 17 aan elke' zijde van de plaat 15 zijn bevestigd. De plaat 15 is'- door schroeven 18 aan het jukgedeel-te 14 bevestigd.

Wanneer de vlieger de handgreep gebruikt dan kan hij het 10 juk 12 tezamen met de twee motorbewegingsorganen 8 naar elke posi tie op de statoren 7 binnen de door de uiteinden van de gleuf 4 bepaalde grenzen bewegen. Zoals later zal worden beschreven, wordt door een dergelijks beweging de gasklep van de vliegtuigmotor of motoren bestuurd.*In fig.1 is de handgreep weergegeven bij één uit-15 einde van de beweging daarvan, welke de positie met gesloten gas klep is. Bij,'dit uiteinde bevindt zich een inrichting 19 (slechts / 'mJ V ' schematisch,Sangegevën) om de handgreep in de afsluitpositie te vergrendèifjj* en/of een door de vlieger te verwijderen bewegings-

• ^ 'V

aanslag iimiëen punt op een kleine afstand van de positie bij ge- • ,f: 20 sloten gasklep d.w.z. in een "motor-vrij"-positie te bepalen. Bij wijze vanpvoorbeeld kan de inrichting 19 de vorm hebben van een niet afgedeeld hefboomsorgaan, dat met een niet afgebeelde pen is gekoppeld om de pen langs de hartlijn daarvan tussen een ontkoppel-positie en een positie waarin de pen zich in de baan van het juk 25 12 uitstrekt, te bewegen, zodat de pen of tegen één uiteinde van het juk sijuit om de ,,motor-vrij”-aanslagpositie te bepalen of met t 1 een aangepaste opening in het juk samenwerkt om het juk in de gas-klepslu^tjppsitie te vergrendelen.

.'lIif ’de bodem van het huis 1 bevindt zich een opening waarin 30 een aüÉSeen elektrische*^contactdoos uitgevoerd verbindingsorgaan 20 is gemonteerd. Het verbindingsorgaan 20 neemt een als een plug uitgevoerd deel van een niet gedetailleerd weergegeven insteekba- -re elektronische moduul 21 op, welke is voorzien van schakelingen voor het aandrijven van de motoren, in verbinding staat met de 35 motorgasklep en deautomatische piloot van het vliegtuig, enz.

81012 4 6 - 6 -

Deze schakeling zal later onder verwijzing naar fig.5 nader worden toegelicht.

Het elektrische gedeelte van de bewegingsorganen 8 (in fig.1 slechts weergegeven als kruiselings gearceerde gebieden 22 en te 5 beschrijven onder verwijzing naar fig.3) zijn met de moduul 21 via de contactbus 20 en niet afgeheelde buigzame geleiders verbonden.

Bij elk uiteinde van elke stator 7 is door middel van geschikte niet afgebeelde middelen een positieaftastinrichting 23 gemonteerd, welke is voorzien van een, een magneetveld aftastend 10 Hall-effectelement 24, waarbij deze elementen eveneens via niet af gebeelde geleiders en de huls 20 met de moduul 21 zijn gekoppeld.

De handgreep van de piloot is in een eenvoudige vorm weergegeven doch het is duidelijk, dat deze op zichzelf een betrekkelijk complexe inrichting kan zijn nl. kan zijn voorzien van een aantal 15 door de vlieger te bedienen schakelaars, welke b.v. door drukknop pen of door bewegingen van de greepgedeelten 16 kunnen worden beïnvloed. De cilindrische greep, die door de twee gedeelten wordt gevormd, kan b.v. om de hartlijn daarvan roteerbaar zijn voor het beïnvloeden van een schakelaar, welke veroorzaakt, dat het mechanis-20 me voor stuwkracht in omgekeerde richting van de motor in werking treedt.

Voorts kan in plaats van dat de twee gedeelten 16 bij benadering dezelfde lengte hebben, als aangegeven, een van deze gedeelten kort en het andere lang zijn, zodat de greep in wezen is ver-25 schoven ten opzichte van de plaat 15, waardoor twee naast elkaar opgestelde eenheden, zoals deze bij een vliegtuig met twee motoren worden gebruikt, dichter bij elkaar kunnen worden opgesteld (waarbij het duidelijk is, dat er normaliter één vereiste-stuwkracht-eenheid voor elke motor voor het vliegtuig aanwezig is).

30 Zoals aangegeven in fig.1 omvat elke stator 7 een langwer pig cilindrisch onderdeel 25, dat uit een magnetiseerbaar materiaal bestaat en voorzien is van een reeks ringvormige holten voor het overlaten van bepaalde tussengelegen pooltanden 26. De holten zijn gevuld met een niet-magnetisch materiaal 27, zoals koper, en het 35 geheel is voorzien van een dunne bekleding 28 (waarvan de dikte in 8101246 - 7 - de figuur terwille van de duidelijkheid overdreven is voorgesteld] welke bekleding bestaat uit een materiaal zoals chroom met goede g lij-eigenschappen. Voor een eenvoudige vervaardiging kunnen de holten in het onderdeel 25 worden aangebracht door in het onderdeel 5 een diepe schroefvormige draad met een rechthoekige dwarsdoorsnede en een geringe spoed te snijden, waarbij de twee bewegingsorganen Θ dan zodanig zijn opgesteld, b.v, doordat zij van geschikte aan-slagpennen zijn voorzien, dat zij niet de neiging hebben om om de statoren 7 te roteren tengevolge van de magnetische invloed, welke 10 een gevolg is van de schroefvormige aard van de statorpooltanden.

Zoals aangegeven in fig.3 bevinden zich in het cilindrische huis 9 van elk bewegingsorgaan 8 twee ringvormige poolstelsels 30 en 31, die elk zijn voorzien van een wikkeling 32 en voorzien zijn van twee op een afstand van elkaar gelegen stellen 33 en 34 van 15 ringvormige groeven in het binnenvlak daarvan teneinde respectieve pooltandstellen te bepalen, De twee poolstelsels 30 en 31 zijn gescheiden door een magneetstelsel 35, dat voorzien is van een permanente magneet 36, bestaande uit een samarium-kobalt-zeldzame-aardmateriaal, waarbij de afstand tussen de twee poolstelsels zoda-20 nig is, dat ofschoon de pooltandsteek van elk stelsel overeenkomt met die van de stator 7 [ofschoon de tanden van de bewegingsorganen smaller zijn dan die van de stator) indien de tanden van het stelsel 30 samenvallen met de tanden van de stator 7 de tanden van het stelsel 31 samenvallen met de spleten tussen de tanden van de sta-25 tor 7 d.w.z., dat de tanden van het stelsel 30 over 180° in fase zijn verschoven ten opzichte van de tanden van het stelsel 31, “ Evenals bij de stator 7 kunnen de tanden van de poolstelsels 30 en 31 worden gevormd door in de stelsels een schroefvormige inwendige draad te snijden. De magnetische as van de magneet 36 is parallel 30 ' aan de as van de stator 7.

De werking van elke aandrijfmotor blijkt bij beschouwing van de vier in fig.4 afgebeelde toestanden. In de toestand 1 worden de wikkelingen 32 elk bekrachtigd door een gelijkstroom met constante waarde voor het opwekken van een veld in een richting, 35 tegengesteld aan dat van de magneet 36. De fluxbaan tengevolge van 8101246 - 8 - de magneet 36 verloopt derhalve als aangegeven door de stippellijnen en het bewegingsorgaan 8 neemt een positie in, waarin de stator- en bewegingsorgaantanden zodanig zijn gecentreerd, dat voor die bepaalde veldconfiguratie een minimale reluctantie aanwezig is. 5 Een omkering van de stroom in één wikkeling leidt tot de toestand 2 in fig.4, waarbij de fluxbaan op de aangegeven wijze is veranderd en het bewegingsorgaan langs de stator stapt om een nieuwe positie met minimale reluctantie in te nemen. De toestand 3 treedt op wanneer de stroom in de andere wikkeling wordt «omgekeerd en de toe-10 stand 4 treedt op wanneer de eerst omgekeerde stroom opnieuw wordt omgekeerd. Een verdere omkering van de stroom in de andere wikkeling doet de motor terugkeren naar de toestand 1 waarbij het bewegingsorgaan evenwel met één steek van de statorpooltanden langs de stator stapsgewijze is bewogen. Hieruit blijkt, dat bij elke stap 15 vanuit de toestand 1 naar de toestand 2, de toestand 2 naar de toe stand 3 enz., het bewegingsorgaan langs de stator een stapbeweging uitvoert met 1/4 van de statorpooltandsteek, waarbij de decentre-ring van de poolstellen in het bewegingsorgaan derhalve dient om bij deze kwart-steekposities banen met minimale reluctantie te 20 verschaffen.

De in fig.1 en 2 afgebeelde insteekbare elektronische moduul 21 kan voor elke aandrijfmotor zijn voorzien van een aandrijf-signaaltoevoer- en besturingsketen, als aangegeven in fig.5. Deze keten omvat een microprocessorstelsel 50 voorzien van een centrale 25 processoreenheid 51 en een geheugeneenheid 52, die met elkaar en met een ingangs/uitgangskoppeleenheid 53 op een gebruikelijke wijze via informatie-, besturings- en adreslijnen 54, 55 resp, 56 gekoppeld zijn. De informatie- en besturingslijnen kunnen zijn verbonden met de vliegtuigrekeninrichting en de automatische piloot (niet 30 afgebeeld). Waar het weergegeven stelsel een "fly-by-wire”-stel- sel is, is de koppeleenheid via de lijn 57 verbonden met een gas-klepbesturingseenheid, die lokaal is voor de vliegtuigmotor en b.v. is voorzien van een verder microrekenstelsel en een servo of dergelijke voor het bewegen van de gasklepregelaar op de motor.

35 Elk uiteinde van elk van de twee motorwikkelingen 32 kan worden 8101246 y * - 9 - aangedraven door een respectieve aandrijfversterker 58, die vanuit de koppeleenheid 53 door het microprooessorstelsel 50 wordt gevoed, waarbij de aandrijfsignalen door het microprooessorstelsel 50 onder bestuur van de automatische piloot worden opgewekt. Bij wijze 5 van voorbeeld kan de automatische piloot een eis tot beweging van de gasklephefboom in een bepaalde richting door een bepaalde beweging signaleren waarop door de in het stelsel 50 geprogrammeerde informatie het stelsel de juiste aandrijfsignalen voor het verschaffen van het vereiste aantal bewegingsstappep levert. Tegelijker-10 tijd leidt het stelsel 50 de werking van een reeks golfvormgenera- toren 59 in, die elk dienen voor het opwekken van een gesimuleerde golfvorm, overeenkomende met die, welke bij de respectieve mo-torwikkelingsaansluiting zou optreden wanneer het bewegingsorgaan van de motor stationair zou blijven bij een signaal voor voortstap-15 pen. Het is duidelijk, dat de golfvorm op de wikkelingsklem in we- z^n verschilt afhankelijk van het feit of het bewegingsorgaan 8 zich al dan niet beweegt aangezien indien het bewegingsorgaan zich beweegt, de resulterende verandering in inductantie in de wikkeling de voorflank van het aandrijfsignaal vervormt. De gesimuleerde 20 golfvorm uit elke generator 59 en de golfvorm, die aan de uitgang van de overeenkomstige aandrijfversterker 58 optreedt, worden door een respectieve spanningsvergelijkingsinrichting 60 met elkaar vergeleken. Een overeenstemming tussen de golfvormen geeft aan, dat geen stap heeft plaats gevonden en deze informatie wordt aan het 25 stelsel 50 toegevoerd via de koppeleenheid 53, die daarna het juis te signaal herhaalt. Een niet-overeenkomst geeft aan het stelsel 50 aan, dat een bewegingsstap is uitgevoerd, waarop het stelsel het juiste signaal voor de volgende stap kan leveren. De vereiste hoeveelheid beweging wordt door het stelsel 50 opgeslagen als een 30 telling van het aantal stappen, dat voor die beweging nodig is, en elke stap, welke werkelijk wordt genomen, veroorzaakt, dat de telling wordt gedecrementeerd totdat de telling een waarde nul be-' reikt, waarop het stelsel 50 de motor in de nieuwe positie daarvan houdt.

35 Uit fig.3 en 4 blijkt, dat wanneer de vlieger de gasklep- 81012 4 6 - 10 - besturingseenheidhefboom met,.de hand beweegt, terwijl de wikkeling 32 bekrachtigd blijven, elke bewegingsstap veroorzaakt, dat een puls emk in de motorwikkelingen wordt opgewekt. In afwijking van een tegen-emk bij een normale elektrische motor zal de puls evenwel 5 dezelfde richting hebben als de aangelegde emk d.w.z., dat een puls op de in de constante toestand aangelegde spanning zal optreden. Aangezien de pooltanden daarvan niet in fase zijn, zullen de pulsen bij elke wikkeling ook niet in fase zijn. De pulsen worden door het stelsel 50 gedetecteerd via aftastversterkers 61 teneinde 10 door na te gaan welke wikkeling de eerste puls heeft gevoerd de richting van de beweging met de hand aan te geven en door het aantal van dergelijke pulsen na te gaan de mate van de beweging aan te geven.

De twee positieaftastinrichtingen 23 in fig.1 zijn gekop-15 peld met een keten 62, die de signalen daaruit op een gebruikelijke wijze vergelijkt teneinde aan het stelsel 50 informatie te verschaffen ten aanzien van de absolute positie van de gasklephefboom.

Het is duidelijk, dat onder bepaalde omstandigheden de absolute positieaftasting niet nodig is aangezien via de pulsaftast-20 versterkers het stelsel 50 in staat is informatie te vergaren om trent de beweging met de hand van de gasklephefboom uit de wikkelingen 32. De absolute positieaftasting kan evenwel gewenst zijn om rekening te houden met de kans op falen of onderbreken van de bekrachtigingstoevoer aan de wikkelingen en een niet-geregistreer-25 de beweging met de hand van de gasklephefboom tijdens cfe onderbre king. Zelfs dan kan als een alternatief voor het verschaffen van de aftastinrichtingen 23 het stelsel 50 zodanig worden uitgevoerd, dat een startroutine na een onderbreking optreedt b.v. door de gasklephefboom snel naar een extreme positie te bewegen en de stap-30 pen van deze beweging te tellen en daarna, wanneer uit de door de vergelijkingsinrichtingen 60 gevormde signalen is vastgesteld, dat de extreme positie is bereikt Cd.w.z. wanneer geen verdere beweging optreedt], de hefboom over hetzelfde aantal stappen naar de oorspronkelijke positie daarvan terug te bewegen. Daardoor kan het 35 stelsel 50 een positiebepaling bij die positie verkrijgen.

8101 246 * ί - 11 -

Wanneer het stelsel 50 de gasklephefboompositie stationair houdt, kunnen de wikkelingen 32 met slechts een deel van de maximale waarde worden bekrachtigd en dit deel kan door de vlieger regelbaar zijn om een gewenste weerstand, afhankelijk van een persoonlij-5 ke keuze, aan de beweging met de hand van de gasklephefboom te ge ven. Bij wijze van voorbeeld kan men de bekrachtiging in de constante toestand variabel maken tussen 30% en 70% van de maximale waarde, De motoren kunnen dan zodanig zijn ontworpen, dat bij maximale bekrachtiging de weerstand voor een beweging met de hand be-10 trekkelijk groot is, hetgeen voorziet in een middel voor het instel len van een vergrendeling voor een beweging met de hand zonder gebruik te maken van mechanische grendels, zoals bij bekende eenheden het geval is. Derhalve kan men in plaats van gebruik te maken van dergelijke mechanische grendelinrichtingen het stelsel 50 zoda-15 nig uitvoeren, dat dit een beweging van de gasklephefboom met de hand tot een vooraf bepaalde grendelpositie uitvoert, waarna dan onmiddellijk de bekrachtiging van de wikkeling tot de maximale waarde daarvan wordt vergroot.

Het is duidelijk, dat indien gewenst, geschikte mechanische 20 grendelinrichtingen aanwezig kunnen zijn, Gewoonlijk is een aantal hiervan nodig d.w.z. bij de gasklepposities van vrijloop, maximum droog/opnieuw verhitten enz. en dat deze de vorm kunnen hebben van eenvoudige onder veerwerking staande plunjers, die in geschikte punten in één zijde van het huis 1 zijn aangebracht en met een gs-25 schikte holte in het juk 12 kunnen samenwerken.

Het is verder duidelijk, dat indien de absolute positieco-deerorganen aanwezig zijn, deze niet de vorm behoeven te hebben van twee Hall-effectaftastinrichtingen, zoals is -afgebeeld, doch in plaats daarvan b.v. een optische aftastinrichting met een met het 30 juk 12 gekoppelde lichtbron en b.v, een prisma onder het juk kunnen omvatten, bestemd om licht vanuit de bron op een fotogevoelige po-sitiecodeerinrichting te richten.

Het is niet essentieel dat de eenheid, als aangegeven, twee aandrijfmotoren omvat - er kunnen een of meer dan twee van derge-35 lijke motoren aanwezig zijn. Bij de afgebeelde uitvoeringsvorm wor- 8101246 - 12 - den twee motoren gebruikt om een gewenste mate van redundantie te verschaffen. Als een extra voordeel kunnen de twee motoren zodanig zijn ingericht, dat de pooltanden daarvan over 180° zijn verschoven teneinde in de gasklephefboomspositie een kleinere resolutie 5 te geven.

Voor een vliegtuig met twee of meer motoren kan een aantal aandrijfmotor/greephefboomregelaars, als beschreven, in een enkel huis worden ondergebracht.

Tenslotte is het programma, dat in h?t stelsel 50 aanwezig 10 is, in enige mate een kwestie van keuze en kan deze normaal zijn - in elk geval staat .deze de vakman ter beschikking. Als een voorbeeld kan de onderlinge samenwerking tussen het stelsel 50 en de automatische piloot van het vliegtuig als volgt zijn. Wanneer het vluchtbesturingsstelsel een verandering in stuwkracht van de 15 aandrijfbron vereist, wordt deze vraag gericht naar de rekeninrich ting van de aandrijfbron, welke onmiddellijk aan het verzoek voldoet. Nadat de gasklephefboom is ingesteld richt de rekeninrichting zich dan naar de "throttle box” voor de werkelijke gasklep-positie. Bij ontvangst van deze informatie berekent de rekeninrich-20 ting het aantal stappen, dat de gasklepmotor moet uitvoeren voor een hercentrering met een positie, welke overeenkomt met het vereiste stuwkrachtniveau. Na de richting en het aantal stappen dat nodig is, te hebben berekend geeft de rekeninrichting deze informatie naar de "throttle box" door. De motorregelaar signaleert de 25 gasklepmotor om het vereiste aantal stappen uit te voeren, waarbij dit op een automatische wijze vanaf het begin oploopt en aan het eind van de beweging afloopt.

De voeding kan in het ideale geval worden afgenomen uit een onderbrekingsvrije bron d.w.z. een motorbesturingsbron, die dubbel-30 redundant is met batterijondersteuning. Indien evenwel de voedings bron faalt wordt de werkelijke handgreeppositie vastgehouden in een niet vluchtige RAM, terwijl de motorregelaar in de laatst gevraagde positie wordt "bevroren”. Bij het opnieuw in werking treden van de voedingsbron zullen de handgrepen automatisch naar de 35 oorspronkelijke stand worden gedreven d.w.z. de gasklepaanslag bij 8101 246 - 13 - minimale vraag en daarna weer naar de positie, die in de niet vluchtige RAM is vastgelegd. Pas nadat deze positie is bereikt, zullen de stuwkracht en handgreeppositie worden gesynchroniseerd. Indien het vluchtbesturingsstelsel een stuwkrachtverandering tij-5 dens een periode waarin geen voeding aanwezig is, vereist, zal de niet vluchtige RAM bij het opnieuw inschakelen van de voedingsbron op peil worden gebracht.

De stuwkrachtbesturingseenheid volgens fig.6 omvat een kast-vormig huis 71, uit welk huis gasklephefboom 72 met een met de hand 10 vast te grijpen gedeelte 73 steekt. De hefboom bezit voorts een ringvormig legergedeelte 74, dat een glijbeweging kan uitvoeren op een staaf 75, die stationair binnen de kast 71 wordt ondersteund.

De hefboom 72 kan zowel met de hand als automatisch worden inge-steld, in het laatste geval door een aandrijfmotor, die voorzien 15 is van een bewegingsorgaan, dat met het legergedeelte 74 samenwerkt, en een statorstang 75, welke zich daardoor uitstrekt. Deze componenten komen overeen met die, welke boven onder verwijzing naar fig.1 - 5 zijn beschreven. De motor is in wezen een soort lineaire stapmotor en wordt bekrachtigd door ingangssignalen, welke worden 20 ontvangen uit een niet afgebeelde automatische piloot, die een be paalde positie van de hefboom 72 vereist. De motor kan momentaan worden overheerst door een instelling van de hefboom 72 met de hand.

Aangezien het gasklepstelsel voortstuwingsmotoren bestuurt, 25 die zich op een afstand van de stuurhut bevinden, is het stelsel voorzien van positiegevoelige organen 76 voor het leveren van een uitgangssignaal, overeenkomende met de positie en/of positieveran-dering van de gasklephefboom, welk signaal naar het verwijderde punt wordt overgedragen. De organen 76 bij de uitvoeringsvorm vol-30 gens fig.6 omvatten een roteerbare as 77, welke zich bevindt onder en evenwijdig aan de stationaire statorstaaf 75, en welke as 77 wordt ondersteund in legers 78 in de kast 71. De as 77 wordt geroteerd door de samenwerking van een op de as 77 gevormde groef 7S met een volgorgaan 80, dat door de hefboom 72 wordt ondersteund, 35 waarbij het legergedeelte 74 van de hefboom 72 zich naar beneden 8101246 - 14 - uitstrekt voor het verschaffen van een het volgorgaan ondersteunend gebied 71, waardoor zich de as 77 uitstrekt.

Derhalve wordt de lineaire positie van de hefboom 72 omgezet in een hoekpositie van de as 77. Een roteerbare d.w.z. angulaire 5 positiecodeerinrichting 82 wordt door de as aangedreven en deze draagt een signaal, overeenkomende met de aspositie en derhalve de hefboomspositie, naar de op een afstand gelegen motor over.

Fig.7 toont een soortgelijke inrichting als fig.6 doch bij deze inrichting is de statorstang 75 beweegbaar met de hefboom 72 10 en derhalve wordt deze in wezen het bewegingsorgaan van de motor, terwijl het legergedeelte 74 stationair is en derhalve de motor-stator wordt. Het is duidelijk,· dat de inrichting op eenzelfde wijze werkt als de inrichting volgens fig.6; overeenkomstige onderdelen zijn van dezelfde verwijzingen voorzien. Het gebied 81 wordt 15 door de stang 75 in plaats van door de hefboom 72 ondersteund.

De positiegevoelige organen 76 kunnen, ofschoon zij effectief zijn, worden vervangen door de inrichting volgens fig.8, welke een geringer gewicht heeft en een kleiner volume kan innemen .

Deze inrichting vormt datgene, dat in wezen een lineaire 20 positiecodeerinrichting is, en omvat een band 83 zonder eind, die over rollen 84 is gevoerd, waarbij de rollen op de kast 71 zijn gemonteerd en de band met de hefboom 72 is gekoppeld. De band bestaat uit een translucent materiaal met daarop een ondoorlaatbaar patroon. Een lichtbron 85 zendt een bundel door de band, welke 25 lichtbundel bij 86 wordt ontvangen, waarbij de onderbreking van de bundel door het ondoorlaatbare patroon bij een beweging van de band met de hefboom 72, een indicatie van de juiste hefboomspositie geeft.

Het is duidelijk, dat het hier afgebeelde type aandrijfmotor 30 geschikt is voor een terugkoppelregeling met gesloten lus onder ge bruik van een microprocessor voor stapcommando’s. Een dergelijk terugkoppelstelsel kan de stroomgolfvorm vanaf het moment van stroomomkering in een fasewikkeling controleren. De golfvorm vertoont een exponentioneel verloop totdat de stroomwaarde bij volle 35 belasting is bereikt. Wanneer de motor erin slaagt een stap uit te 810124 6 * '* - 15 - vosren wordt de stroom op een constante waarde gehouden, meer in het bijzonder Kleiner dan die bij volle belasting en wel gedurende de periode, dat de stap plaats vindt. Bij het eind van de stap neemt de stroom tot de normale volle-belastingswaarde toe. Derhalve 5 Kunnen onder gebruiK van golfvormgeneratoren en spanningsvergelij-

Kingsinrichtingen aan elKe zijde van elKe fasewiKKeling individuele stappen aan de microprocessor worden medegedeeld. Daaruit volgt, dat na het inleiden van de werKing van de processor deze de positie van de motor, het aantal stappen, dat nodig is voor een 10 gewenste positie, en het aantal werkelijk uitgevoerde stappen weet..

Indien de motor onder automatische besturing met de hand moet worden teruggesteld, Kan de terugKoppellus actief blijven en zal de processor de terugstelling met de hand onderKennen en het geheugen daarvan dienovereenkomstig op peil brengen.

15 Uit fig.8 blijKt, dat bij een andere uitvoeringsvorm de hefboom 72 angulair d.w.z. roteerbaar Kan worden ingesteld in plaats van op de beschreven lineaire wijze. In dit geval Kan gebruiK worden gemaaKt van roteerbare stapmotorj een dergelijke motor vindt men in fig.8.

20 De roteerbare stapmotor wordt vervaardigd met een bewiKKelde stator en öf een permanente magneet of een weeKijzeren rotor. De statoren zijn bewikKeld met twee of meer fasewiKKelingen. De inrichting Kan worden ontworpen in een configuratie met een stator met een aantal tanden en een rotor met een aantal tanden voor klei-25 ne hoekincrementen met grote resolutie.

Afhankelijk van de statorwikkeling en de gewenste werking , Kan een stapmotor op een aantal verschillende wijzen worden geëx citeerd. Het principe Komt echter overeen met dat van een linaire motor doordat de rotor ten opzichte van het opgewekte veld een po-30 sitie met minimum reluctantie zal innemen. Bij een tweefasen- inrichting Kan elke fase sequentieel worden bekrachtigd of Kunnen de beide fasewiKKelingen galijKtijdig worden bekrachtigd waarbij de richting van de stroom in elke fasewiKKeling afwisselend wordt gewijzigd. Driefasen-inrichtingen bezitten een sequentiële werking; 35 twee van de drie fasewikkelingen worden gelijktijdig bekrachtigd.

8101 246 - 16 -

Voor alle afgebeelde uitvoeringsvormen Kan een eventueel doorschieten en/of een eventuele oscillatie van de motor op verschillende wijzen worden geregeld.

Men Kan mechanische demping uitvoeren door visKeuze traag-5 heidsdempinrichtingen, wrijvingsremmen, wervelstroomdempingsinrich- tingen enz., doch door een mechanische demping zal de motor worden belast en zal de staptijd toenemen .

Een vertraagde demping bij de laatste stap brengt het Koppel van het stelsel in evenwicht met het door de^motor opgeweKte Koppel. 10 Het is hierbij nodig, dat de regelaar het staptijdinterval van de laatste twee bewegingsstappen instelt. De op een na laatste stap-puls wordt vertraagd totdat de ingangsenergie juist een doorschieten met één stap veroorzaaKt en de laatste stappuls wordt geleverd wanneer de eindstap is voltooid, waardoor de rotor magnetisch op 15 de eindstap wordt vergrendeld, Het blij Kt, dat een'verandering in wrijving of traagheid leidt tot een verloren gaan van de motor-res-ponsieKaraKteristieK tenzij gewerKt wordt met een besturingsstel-sel met gesloten lus.

Een tegenfasewerKing is een andere dempmethode, welKe het 20 opnieuw beKrachtigen van de voorafgaande fase met zich medebrengt, terwijl de geldende fase wordt gebruiKt voor het uitvoeren van de eindstapfunctie. Door het opnieuw beKrachtigen van de voorafgaande fase treedt een vertragend Koppel op, dat slechts wordt opgeheven wanneer dit in evenwicht is met het rotorKoppel d.w.z., dat de ro-25 tor een ogenbliK in rust is. De eindstapfunctie wordt dan voltooid en de rotor wordt in de juiste positie vergrendeld.

Wanneer de motorbelastin ge-n constant zijn blijKt een mi-croprocessorregeling van roteerbare stapmotoren met open lus adequaat te zijn. De regeling bestaat uit het opstellen van tabellen t. / 30 voor versnelling/vertraging in de processorgeheugeninrichting. De regelaar controleert het aantal stappen, dat in de teller overblijft en bepaalt hoe lang de versnelling moet voortduren en wanneer de vertraging dient te beginnen.

Het is duidelijK, dat in plaats van de in fig.1 - 7 afge-35 beelde aandrijfmotor ooK gebruiK Kan worden gemaaKt van een ander type lineaire motor, b.v-. een lineaire inductiemotor.

8101 24 6

Claims (7)

1. Regelinrichting gekenmerkt door een stationair gedeelte, een beweegbaar onderdeel, dat wordt ondersteund door en met de hand of automatisch ten opzichte van het stationaire gedeelte kan worden gepositioneerd, en aandrijforganen voor het tot stand bren- 5 gen van een dergelijke automatische positionering voorzien van dub bele magnetisch met elkaar samenwerkende componenten, waarvan de ene met het beweegbare onderdeel en de andere met het stationaire gedeelte samenwerkt.

2. Stuwkrachtregeleenheid voor een vliegtuig, gekenmerkt door 10 een stationair huis, een met de hand te bewegen onderdeel, dat in het huis wordt ondersteund voor een lineaire beweging ten opzichte daarvan, welk onderdeel is voorzien van een greepgedeelte, dat zich uit het huis uitstrekt, en aandrijfmotororganen, welke in het huis zijn gemonteerd om het beweegbare onderdeel onder bestuur van 15 de automatische piloot van het vliegtuig te bewegen, waarbij de aandrijfmotororganen zijn voorzien van een magnetisch interactieve combinatie van een langwerpig onderdeel en een verder onderdeel, waarvan het een met het met de hand beweegbare onderdeel is gekoppeld en een lineaire beweging kan uitvoeren ten opzichte van het 20 andere onderdeel en wel in de lengterichting van het langwerpige onderdeel, en wikkelingsorganen, die elektrisch kunnen worden aangedreven om de magnetisch interactieve onderdelen zodanig te beïnvloeden, dat de beweging optreedt, waarbij de eenheid voorts is voorzien van aandrijfsignaaltoevoerorganeo,dis met de wikkelings-25 organen zijn gekoppeld teneinde daaraan elektrische aandrijfsigna- len toe te voeren, en positieaftastorganen om de positie van het met de hand beweegbare onderdeel te bepalen.

3. Eenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de aan-drijfsignaaltoevoerorganen zijn voorzien van plug- en - hulsverbin- 30 dingsorganen waarvan een element op het huis is gemonteerd, en een insteekbare elektronische moduul, die het andere element van de verbindingsorganen omvat, en elektronische ketenorganen voor het 8101 246 - 18 - ontvangen van vereiste-stuwkrachtsignalen uit de automatische piloot en het opwekken van overeenkomstige aandrijfsignalen voor de aandrijfmotororganen.

4. Eenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat in het 5 huis verdere aandrijfmotororganen aanwezig zijn, die overeenkomen met de eerstgenoemde aandrijfmotororganen, waarbij of elk of beide aandrijfmotororganen het met de hand beweegbare onderdeel kunnen bewegen.

5. Eenheid volgens conclusie 2, met het.kenmerk, dat het lang- 10 werpige onderdeel bestaat uit :een van groeven voorziene staaf van magnetiseerbaar materiaal, welke gedeelten omvat, die een zich lineair uitstrekkend stelsel van pooltanden bepalen, en waarbij het and-re onderdeel van de aandrijfmotor is voorzien van een bewegings-orgaan met gedeelten, die een verder stelsel van pooltanden bepa-15 .len, die zodanig zijn gerangschikt, dat een aantal banen met mini male magnetische reluctantie ten opzichte van de pooltanden van de staaf wordt bepaald tijdens beweging van het bewegingsorgaan langs de staaf, waarbij de wikkelingsorganen dienen om het bewegingsor-gaan zodanig te beïnvloeden, dat dit zich stapsgewijs tussen de mi-20 nimale reluctantieposities beweegt.

6. Eenheid volgens conclusie 2, gekenmerkt door elektrische organen om de toevoer van aandrijfsignalen aan de wikkelingsorganen te regelen teneinde een uitgesproken weerstand voor een beweging met de hand van het met de hand beweegbare onderdeel via een of 25 meer vooraf bepaalde grendelposities binnen het totale bewegings- gebied van het met de hand beweegbare onderdeel te verschaffen.

7. Eenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de posi-tieaftastorganen zijn voorzien van ketenorganen, die met de wikkelingsorganen zijn gekoppeld en dienen voor het aftasten van signaal- 30 golfvormen, die op de wikkelingsorganen optreden tengevolge van de werking van de aandrijfmotororganen. 8101 246