DE3505810A1 - Anordnung zur ermittlung der verstellung bzw. einstellung eines weges oder winkels - Google Patents
Anordnung zur ermittlung der verstellung bzw. einstellung eines weges oder winkelsInfo
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Description
β 0
Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-HH/Sl/bl
Theodor-Stern-Kai 1 HH 85/08
D-6000 Frankfurt 70
"Anordnung zur Ermittlung der Verstellung bzw. Einstellung eines Weges
oder Winkels"
Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1.
Derartige Anordnungen finden beispielsweise bei Flugzeugen oder Torpedos
Anwendung, bei denen eine Bewegungsänderung vor allem in Bezug auf eine Änderung der Richtung durch verstellbare Klappen, Ruder oderdergleichen
erzeugt wird. Zur Verstellung der Klappen sind vorzugsweise elektrische Systeme vorgesehen, die im wesentlichen aus einem elektrischen Spindelantrieb,
einer elektronischen Steuerungseinrichtung, als Istwertgeber wirkenden
Verstellwinkelgebern und Signalübertragungsleitungen bestehen. Bei diesen bekannten Systemen ist von Nachteil, daß sie durch elektromagnetische
Störgrößen teilweise oder vollständig außer Betrieb gesetzt werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs
beschriebenen Art zu schaffen, die passiv und berührungslos arbeitet sowie weitgehend störungssicher gegen eine elektromagnetische Beeinflußung und
gegen harte Strahlung, z.B. Y"- Strahlung ist.
HII 85/08
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 beschrieben.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist in der Verwendung von verhältnismäßig
technisch einfachen Hilfsmitteln zu sehen, üie Anordnung benötigt
lediglich vier Lichtleitfaserkabel zwischen dem Fahrzeug und der verstellbaren
Klappe, wobei auf die Anordnung einwirkende Störgrößen durch die vorgesehenen Meß- und Referenzkreise kompensiert werden.
In der Zeichnung ist ein Ausfiihrungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt,
und zwar ist in der einzigen Figur das Grundprinzip der Anordnung schematisch dargestellt.
Ein nicht näher bezeichnetes Fahrzeug, vorzugsweise ein Flugzeug, weist
in seinem Innenraum eine paralleles Licht aussendende Lichtquelle 1 auf,
die beispielsweise Laserlicht aussenden kann. Das Ausgangslichtbündel der Lichtquelle 1 wird mittels zweier Spiegel 2 und 3, die z.B. gegeneinander
unter einem Winkel von 90 und zu dem Ausgangslichtbündel unter Winkeln von 45 angeordnet sein können, in ein Meß- und ein Referenzstrahlbündel
aufgeteilt. Jedem Spiegel 2, 3 ist beispielsweise eine Eingangsoptik 4 und 5 eines Lichtleitfaserkabels 6 bzw. 7 nachgeordnet, wobei das Lichtleitfaserkabel
6 dem Meßstrahlbündel sowie das Lichtleitfaserkabel 7 dem Referenzstrahlbündel zugeordnet ist.
Die Lichtleitfaserkabel 6 und 7 sind zu einer zeichnerisch nicht dargestellten
Klappe des Fahrzeuges verlegt, die von einem ebenfalls nicht gezeichneten Verstellmechanismus entsprechend von dem Fahrzeugführer eingestellten
Lenkbefehlen verstellbar ist. Von der Klappe sind die Lichtleitfaserkabel 6 und 7 in den Innenraum des Fahrzeuges zurückgeführt, wobei
ihre Enden an jeweils ein lichtempfindliches Element 8 bzw. 9, insbesondere lichtempfindliche Halbleiterdioden gekoppelt sind.
BAD ORIGINAL
HH 85/08
Das Lichtleitfaserkabel 6 für das Meßstrahlbündel weist in der Nähe der
Klappe eine optische Blende 10 auf, die als Verstellwinkelgeber der Klappe wirkt und deren Lichtdurchtrittsfläche in Abhängigkeit von der Stellung
der Klappe verstellbar ist. Eine optische Referenzblende 11 unterbricht das Lichtleitfaserkabel 7 für das Referenzstrahlbündel im Fahrzeug, wobei
diese optische Blende vorteilhafterweise in unmittelbarer Nähe des zugehörenden lichtempfindlichen-Elementes 9 angeordnet ist. Die Lichtdurchtrittsfläche
der Referenzblende 11 ist von einem Stellmotor 12 in Abhängigkeit der Differenz von Ausgangssignalen U. und U „ , die von
den lichtempfindlichen Elementen 8 und 9 geliefert werden, solange verstellbar, bis diese Differenz zu Null wird. Das der Differenz entsprechende
Stellsignal Δ U wird von einem Operationsverstärker 13 erzeugt, der den
lichtempfindlichen Elementen 8 und 9 nachgeordnet ist. Eine Veränderung der Lichtdurchtrittsflachen beider Blenden kann beispielsweise bei kreisförmigen
Ausführungsformen durch eine Durchmesserveränderung oder bei quadratischen Ausführungsformen durch Verschiebung einer Längsseite erfolgen.
Der Stellmotor 12 ist mit einer Anzeigeeinrichtung 14 zur Ermittlung der
Winkelverstellung der Referenzblende 11 gekuppelt. Hierbei kann es sich um eine Dekoderscheibe 15 handeln, die mit der Welle 16 des Stellmotors
12 in mechanischer Verbindung steht und deren Markierungen von einem optoelektronischen Sensor 17 berührungsfrei abgetastet werden. Die Ausgangssignale
des Sensors 17 werden einer zeichnerisch nicht dargestellten optoelektronischen Auswerteeinrichtung zugeführt, die Winkelverstellung
bzw. Winkeleinstellung der Welle 16 des Stellmotors 12 und damit der Referenzblende
11 und damit der optischen Blende 10 und damit der verstellbaren Klappe auswertet und gegebenenfalls anzeigt. Die ermittelten Meßwerte
können auch über ein passendes Wandlersystem einer Meß- oder Regelanlage
zur Verfugung gestellt werden. Die obenbeschriebene Anordnung mit
ihren vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten und Ausführungsformen ist somit auch als Sollwertgeber verwendbar.
BAD ORIGINAL
Claims (11)
1. Anordnung zur Ermittlung der Verstellung bzw. Einstellung eines Weges
oder Winkels, vorzugsweise einer aufgrund eines Lenkbefehles verstellbaren Klappe, eines Ruders oderdergleichen an Fahrzeugen, insbesondere an Flugzeugen,
über- bzw. Unterwasserfahrzeugen, unter Verwendung eines an der
Klappe vorgesehenen, als Istwertgeber wirkenden Verstellwinkelgebers, einer im Fahrzeug angeordneten Auswerteeinrichtung und zwischen dem Verstellwinkelgeber
und der Auswerteeinrichtung angeordneten Signalübertragungsleitungen,
dadurch gekennzeichnet, daß im Fahrzeug eine paralleles Licht aussendende Lichtquelle (1) angeordnet ist, daß das Ausgangslichtbündel
der Lichtquelle (Ό in ein Meß- und ein Referenzstrahlbündel aufteilbar ist, die durch jeweils ein, zur Klappe und zurück geführtes
Lichtleitfaserkabel (6, 7) an jeweils ein im Fahrzeug angeordnetes lichtempfindliches
Element (8, 9) gelangen, daß das Lichtleitfaserkabel (6) für das Meßstrahlbündel in der Nähe der Klappe eine als Verstellitfinkelgeber
wirkende optische Blende (10) aufweist, deren Lichtdurchtrittsfläche in
Abhängigkeit von der Stellung der Klappe verstellbar ist, daß das Lichtleitfaserkabel
(7) für das Referenzstrahlbündel im Fahrzeug eine optische
_ 2 - t
35Ü5810
- 2 - HH 85/08
Referenzblende (11) aufweist, deren Lichtdurchtrittsflache von einem Stellmotor
(12) in Abhängigkeit der Differenz der von den lichtempfindlichen Elementen (8, 9) bereitgestellten Ausgangssignale (U. . , U ) solange
verstellbar ist, bis die Differenz zwischen den Ausgangssignalen (U. , U „) zu Null wird,
ref
ref
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellmotor
(12) mit einer Einrichtung (14) zur Ermittlung der der Winkelverstellung der Referenzblende (11) entsprechenden Ver- bzw. Einstellung der Klappe
gekuppelt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anordnung
der Referenzblende (11) in unmittelbarer Nähe des lichtempfindlichen EIementes
(9) für das Referenzstrahlbündel.
4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß den
lichtempfindlichen Elementen (8, 9) ein Operationsverstärker (13) nachgeordnet ist, der ein der Differenz der Ausgangssignale (U, , U ) der
lichtempfindlichen Elemente (8, 9) entsprechendes Stellsignal ( Λ U) an
den Stellmotor (12) der Referenzblende (11) abgibt.
5. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Verwendung
von lichtempfindlichen Halbleiterdioden (8, 9).
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlungseinrichtung
(14) eine mit der Welle (16) des Stellmotors (12) in mechanischer Verbindung stehende Dekoderscheibe (15) aufweist, deren
Markierungen von einem optoelektronischen Sensor (17) beriihrungsfrei abtastbar sind.
30
7. Anordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine dem optoelektronischen
Sensor (17) nachgeordnete optoelektronische Auswerteeinrichtung.
8. Anordnung nach Anspruch 1, 2, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die ermittelten Meßwerte über ein Wandlersystem einer Meß- oder Regelanlage zur Verfugung gestellt werden. _
- ο —
- 3 - HH 85/08
9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufteilung
des Ausgangslichtbündels der Lichtquelle (1) durch eine aus Spiegeln (2, 3) bestehende Einrichtung erfolgt, deren Spiegel (2, o) gegeneinander
unter einem Winkel von 90 und zu dem Ausgangslichtbündel unter Winkeln von 45 angeordnet sind.
10. Anordnung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch den Spiegeln (2, o)
nachgeordnete optische Mittel (4, 5), die die Eingangsoptiken für die Lichtleitfaserkabel (6, 7) bilden.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche! bis 10, gekennzeichnet durch die Ver
wendung als Sollwertgeber.
BAD ORIGINAL
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