NL8702397A - Regelinrichting voor het regelen van een gewenste hoekstand van de uitgangsas van een stuurmotor. - Google Patents

Description

VO 9264

Titel: Regelinrichting voor het regelen van een gewenste hoekstand van de uitgangsas van een stuurmotor.

De uitvinding heeft betrekking op een regelinrichting voor het regelen van een gewenste hoekstand van de uitgangsas van een stuurmotor in responsie op een aan de motor toe te voeren stuursignaal, waarbij tussen de uitgangsas en de stuuringang van de motor een terug-5 koppelketen is geschakeld voor het mechanisch omzetten van de ashoek-stand in een daarmee overeenkomend terugkoppelsignaal, welk terug-koppelsignaal in een vergelijker wordt vergeleken met het stuursignaal voor het in de gewenste stand houden van de ashoekstand.

Bij een dergelijk bekend type regelinrichting wordt veelal 10 als terugkoppelketen een tot een spiraal gewonden draadweerstand toegepast met een afneemarm die mechanisch is gekoppeld aan de uitgangsas van de stuurmotor en wel zodanig dat een hoekverandering van de uitgangsas een verschuiving veroorzaakt van de afneemarm langs het weerstandsdraad met als gevolg dat de door de afneemarm afgenomen af-15 neemspanning varieert overeenkomstig de hoekverandering, en welke variërende afneemspanning als het terugkoppelsignaal wordt toegevoerd aan de vergelijker.

Bij deze draadgewonden weerstand kan door eventuele stoor-signalen in het stuursignaal of door andere onvolkomenheden in 20 de werking van de stuurmotor de uitgangsas van de stuurmotor een trilbewe-ging gaan uitvoeren als gevolg waarvan de afneemarm heen en weer gaat schuiven. Een bezwaar daarbij is dat door dit heen en weer schuiven door het mechanisch contact tussen de afneemarm en de geleiderbaan van de draadweerstand een snelle slijtage en opeenhoping van slijpsel 25 ontstaat, waardoor onregelmatigheden kunnen optreden in de af te nemen afneemspanning; dat wil zeggen een afneemspanning die niet meer evenredig is aan de momentele ashoekstand van de uitgangsas en als gevolg daarvan een onjuiste sturing van de uitgangsas, in casu gaat de uitgangsas een trilbeweging uitvoeren. Een verder nadeel is dat door de snelle 30 slijtage de levensduur van deze draadgewonden weerstand erg kort is en derhalve snel vervangen dient te worden. Dit is omslachtig en kost- 870239 7 -2- baar. Bovendien moet steeds voor de vervanging de werking van het systeem waarin een dergelijke stuurmotor met regelinrichting is aangebracht stop gezet worden, hetgeen zeer bezwaarlijk is.

Wanneer een dergelijke stuurmotor met regelinrichting wordt 5 toegepast voor het sturen van bijvoorbeeld een doelvolginrichting is het van groot belang dat de sturing zeer exact plaatsvindt en bovendien een lange levensduur moet hebben. Vooral als de doelvolginrichting een door een laserbundel uitzendend en ontvangend optisch richtstelsel is dient dit stelsel zeer nauwkeurig op het doel gericht 10 te blijven, gezien de zeer enge grenzen waarin de laserbundel werkzaam is en de geringe hoekafmetingen van het doel. Is bovendien dit optische richtstelsel gemonteerd op bijvoorbeeld een tank, die zich door het terrein verplaatst, ondergaat dit stelsel constant een verandering die meteen door de stuurmotor gecompenseerd moet worden. De stuurmotor 15 is derhalve constant aan het bij sturen, zodat de draadgewonden weerstand aan een enorme slijtage onderhevig is, en dus zeer snel een onbetrouwbaar werkend optisch richtstelsel ontstaat.

Het doel van de uitvinding is te voorzien in een regelinrichting die de bezwaren in hoofdzaak ondervangt.

20 Het doel wordt bereikt doordat volgens de uitvinding de terug- koppelketen bestaat uit een inductieve keten waarvan de spoelkern in zijn asrichting beweegbaar is gekoppeld aan de uitgangsas van de motor, teneinde een, met de hoekstand van de uitgangsas overeenkomende verplaatsing van de spoelkern teweeg te brengen voor het in de spoel op-25 wekken van een daarbij behorende induetiespanning als het terugkoppel-signaal.

Door het toepassen van een inductieve keten met in zijn asrichting beweegbare spoelkern overeenkomstig de uitvinding wordt bereikt dat de spoelkern zonder mechanisch contact te maken met de spoelwikke-30 lingen - mits uiteraard de spoelwikkelingen vrij liggen van de spoelkern -door zijn verplaatsing de inductiespanning in de spoelwikkelingen wijzigt. Er treedt hier geen extra slijtage op, met als gevolg een lange levensduur.

Om een verdraaiing van de hoekstand van de uitgangsas van 35 de stuurmotor om te zetten in een overeenkomstige translatiebeweging van de spoelkern zijn overeenkomstig een voorkeursuitvoeringsvorm vol- 870 2 39 7 -3- gens de uitvinding de spoelwikkelingen tezamen met de spoelkern ondergebracht in een huis met tenminste een cilindervormig deel, waarbij de spoelkern aan één van zijn vrije langseinden star is gekoppeld en coaxiaal verloopt aan, en in hoofdzaak loodrecht staat op de dwarsdoor-5 snede van een cilindervormig element, welk cilindervormig element een cilinderraantel omvat van welke cilindermantel de buitenzijde middels een schroefdraadverbinding roteerbaar is gekoppeld aan de binnenwand van het cilindervormige deel van het huis, terwijl aan de binnenzijde van de cilindermantel spiebanen zijn aangebracht, waarvan de assen in 10 hoofdzaak evenwijdig verlopen aan de as van het cilindervormige element, en waarbij in de spiebanen glijbaar de uiteinden van een meeneemelement zijn aangebracht, aan welk meeneemelement star een koppelas is verbonden die mechanisch is gekoppeld aan de uitgangsas van de stuurmotor.

In een verdere voordelige uitvoeringsvorm volgens de uit-15 vinding bestaat de inductieve keten uit een drietal achter elkaar geplaatste, en om de spoelkern aangebrachte spoelen, waarvan de middelste spoel aangesloten is op een wisselspanningsbron, en waarvan de beide buitenste spoelen in serie geschakeld en verbonden zijn met een ver-schilversterker voor het daarin bepalen van de verschilspanning van 20 de in elk der beide in serie geschakelde spoelen opgexrekte spanning en welke verschilspanning als het terugkoppelsignaal wordt toegevoerd aan de vergelijker. De verkregen verschilspanning tussen de beide buitenste spoelen geeft een uitermate betrouwbaar terugkoppelsignaal voor zox*el in de ene als in de andere draairichting van de uitgangsas van de stuur-25 motor.

De uitvinding zal onderstaand aan de hand van een uitvoe-ringsvoorbeeld en onder verwijzing naar de tekening nader xrorden uiteengezet. Hierin toont: fig. 1 de regelinrichting voor het sturen van de uitgangs-30 as van een stuurmotor met terugkoppelketen; fig. 2 een uitvoeringsvorm van de terugkoppelketen; fig. 3 een andere uitvoeringsvorm van de terugkoppelketen van fig. 2.

In fig. 1 is een verwerkingseenheid 1 aangegeven voor het 35 met behulp van een aantal niet nader gegeven instelsignalen leveren van 870239 7 -4- een stuursignaal aan een vergelijker 2, en welk stuursignaal via een versterker 3 aan de stuuringang van een stuurmotor 4 wordt toegevoerd voor het in de gewenste stand uitsturen en vasthouden van de uitgangsas 5 van de stuurmotor, en welke uitgangsas 5 gekoppeld kan worden aan 5 bijvoorbeeld een doelvolginrichting 6.

Aan de uitgangsas 5 is een koppelas 7 gekoppeld om de hoek-stand van deze uitgangsas 5 in een terugkoppelketen 8 mechanisch om te zetten in een met de hoekstand overeenkomend terugkoppelsignaal, dat wordt toegevoerd aan de vergelijker 2 voor het daarin vergelijken van het 10 terugkoppelsignaal met het stuursignaal, om een eventuele afwijking tussen de werkelijke hoekstand van de uitgangsas en de bij het stuursignaal behorende gewenste hoekstand te compenseren, teneinde de uitgangsas 5 in zijn gewenste hoekstand vast te houden.

In fig. 2 is een voorkeursuitvoeringsvorm gegeven van de 15 terugkoppelketen 8 van fig. 1 en omvat een inductieve keten 9, bestaande uit een drietal achter elkaar geplaatste, om een spoelkern 10 aangebrachte spoelen 11, 12 en 13, waarvan de middelste spoel 12 aangesloten is op een wisselspanningsbron 14, en waarvan de beide buitenste spoelen 11 en 13 in serie geschakeld en verbonden zijn met een 20 verschilversterker 15 voor het versterken van de verschilspanning, als het aan de vergelijker 2 toe te voeren terugkoppelsignaal, van de in elk der beide in serie geschakelde spoelen 11 en 13 opgewekte spanning met behulp van de door de wisselspanningsbron opgewekte inductiespanning in de spoel 12 en de stand van de door de spoelen gaande spoelkern 10, 25 als gevolg van diens translatiebeweging, en welke een maat is voor de hoekverdraaiing van de uitgangsas 5 van de stuurmotor 4.

Deze translatiebeweging kan worden verkregen door de inductieve keten 9 met de spoelkern 10 onder te brengen in bijvoorbeeld een cilindervormig huis 16 waarbij de spoelkern 10 aan één van 30 zijn vrije langseinden 17 via een kunststof verbindingsas 18 star is gekoppeld en coaxiaal verloopt aan, en in hoofdzaak loodrecht staat op de bodem 19 van een cilindervormig element 20, waarvan de buitenzijde van de cilindermantel 21 middels een schroefdraadverbinding 22 roteerbaar gekoppeld is aan de binnenwand van het cilindervormige 35 huis 16. In de binnenwand van de cilindermantel 21 zijn spiebanen aan- 870239 7 -5- gebracht b.v. twee diametraal tegenover elkaar gelegen spiebanen 23 en 24 waarvan de assen in hoofdzaak evenwijdig verlopen aan de as van het cilindervormige element 20. In de spiebanen zijn glijbaar de uiteinden van een meeneemelement 25 aangebracht. Aan het meeneemelement 25 5 is de koppelas 7 bevestigd waarvan het vrije uiteinde mechanisch is gekoppeld aan de uitgangsas 5 van de stuurmotor 4.

Door het roteren van de koppelas 7 zal het hieraan bevestigde meeneemelement 25 gaan roteren en zich tevens in de spiebanen gaan verplaatsen met als gevolg dat het cilindervormige element 20 10 middels zijn schroefdraadverbinding 22 gaat roteren in het huis 16, dat uiteraard vast bevestigd moet zijn. Als gevolg van de schroefdraadverbinding 22 zal tevens het cilindervormige element 20 een translatie-beweging uitvoeren en dus ook de spoelkern 10.

De spoelkern 10 is daarbij zodanig opgesteld in de drie 15 spoelen 11, 12 en 13 dat wanneer de spoelkern een beweging ondervindt de uiteinden van de spoelkern 10 zich binnen de spoelen verplaatsen met als gevolg dat de inductiespanningen in de spoelen 11 en 13 veranderen in tegengestelde richting.

Bij de in fig. 2 weergegeven uitvoeringsvorm zijn de 20 wisselspanningsbron 14 en de verschilversterker 15 buiten het huis 16 aangebracht. Het is duidelijk dat deze elementen ook binnen het huis ondergebracht kunnen worden.

In fig. 3 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij de nauwkeurigheid, waarmee de spoelkern 10 in de spoelen 11, 12 en 13 25 steekt, nog is verbeterd. De verbindingsas 18a is star verbonden met het cilindervormig element 20a en steekt daar doorheen tot in het meeneemelement 25a. De buitenzijde van het meeneemelement 25a is voorzien van schroefdraad 22a welke samen werkt met schroefdraad 22b aan de binnenzijde van de cilindermantel 21a van het cilindervormig element 20a. 30 De buitenzijde van de cilindermantel van het cilindervormig element 20a is voorzien van nokken 27 en 28 welke kunnen glijden in spiebanen 23a en 24a. Het zal duidelijk zijn dat de uitvoeringsvorm volgens fig. 3 slechts verschilt van die volgens fig. 2 in de verwisseling van schroefdraad en spiebanen zodat de werking van de uitvoeringsvorm volgens 35 fig. 3 voor de vakman geen nadere uitleg behoeft.

Ten opzichte van de uitvoeringsvorm volgens figuur 2 is 870239 7 -6- bereikt dat de spoelkern 10 nog slechts heen en weer beweegt en niet ronddraait samen met het cilindervormig element 20a respektievelijk 20, hetgeen de nauwkeurigheid en stabiliteit van de verschilspanning ten goede komt.

070239 7

Claims (4)

1. Regelinrichting voor het regelen van een gewenste hoek- stand van de uitgangsas van een stuurmotor in responsie op een aan de motor toe te voeren stuursignaal, waarbij tussen de uitgangsas en de stuuringang van de motor een stuurkoppelketen is geschakeld voor het 5 mechanisch omzetten van de ashoekstand in een daarmee overeenkomend te-rugkoppelsignaal, welk terugkoppelsignaal in een vergelijker wordt vergeleken met het stuursignaal voor het in de gewenste stand houden van de ashoekstand, met het kenmerk, dat de terugkoppelketen (8) bestaat uit een inductieve keten (9) waarvan de spoelkern (10) in zijn as-10 richting beweegbaar is gekoppeld aan de uitgangsas (5) van de motor (4), teneinde een, met de hoekstand van de uitgangsas (5) overeenkomende verplaatsing van de spoelkern (10) teweeg te brengen voor het in de spoel (11, 13) opwekken van een daarbij behorende inductiespanning als het terugkoppelsignaal.

2. Regelinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inductieve keten (9) met spoelkern (10) is ondergebracht in een huis (16) met tenminste een cilindervormig deel, waarbij de spoelkern (10) aan één van zijn vrije langsuiteinden (17) star is gekoppeld en coaxiaal verloopt aan, en in hoofdzaak loodrecht staat op de dwarsdoor-20 snede van een cilindervormig element (20), welk cilindervormig element een cilindermantel omvat van welke cilindermantel (21) de buitenzijde middels een schroefdraadverbinding (22) roteerbaar is gekoppeld aan de binnenwand van het cilindervormig deel van het huis, terwijl aan de binnenzijde van de cilindermantel (21) spiebanen (23, 24) zijn aange-25 bracht, waarvan de assen in hoofdzaak evenwijdig verlopen aan de as van het cilindervormig element (20), en waarbij in de spiebanen (23, 24) glijbaar de uiteinden van een meeneemelement (25) zijn aangebracht, aan welk meeneemelement (25) star een koppelas (7) verbonden is die mechanisch gekoppeld is aan de uitgangsas (5) van de stuurmotor (4).

3. Regelinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de inductieve keten (9) met spoelkern (10) is ondergebracht in een huis (16) met ten minste een cilindervormig deel, waarbij de spoelkern 870239 7 -8- (10) aan één van zijn vrije langsuiteinden (17) star is gekoppeld en coaxiaal verloopt aan, en in hoofdzaak loodrecht staat op de dwarsdoorsnede van een cilindervormig element (20a) welk cilindervormig element een cilindermantel (21a) omvat van welke cilinder mantel (21a) 5 de binnenzijde middels een schroefdraadverbinding roteerbaar is gekoppeld aan een meeneemelement (25a) aan welk meeneemelement (25a) star een koppelas (7) is verbonden die mechanisch is gekoppeld aan de uitgangsas (5) van de stuurmotor (4), en dat aan de binnenzijde van het cilindervormig deel van het huis (16) spiebanen (23a, 24a) 10 zijn aangebracht waarvan de assen in hoofdzaak evenwijdig verlopen aan de as van het cilindervormig element (20) en waarbij in de spiebanen (23a, 24a) glijbaar nokken (27, 28) van het cilindervormig element (20a) zijn aangebracht.

4. Regelinrichting volgens ten minste een der conclusies 15 1-3, met het kenmerk, dat de inductieve keten bestaat uit een drie tal achter elkaar geplaatste, en om de spoelkern (10) aangebrachte spoelen (11, 12, 13), waarvan de middelste spoel (12) aangesloten is op een wisselspanningsbron (14), en waarvan de beide buitenste spoelen (11, 13) in serie geschakeld en verbonden zijn met een 20 verschilversterker (15) voor het daarin bepalen van de verschilspanning van de in elk der beide in serie geschakelde spoelen (11, 13) opgewekte spanning en welke verschilspanning als het terugkoppelsignaal wordt toegevoerd aan de vergelijker. 870239 7