DE3505810A1 - Anordnung zur ermittlung der verstellung bzw. einstellung eines weges oder winkels - Google Patents

Anordnung zur ermittlung der verstellung bzw. einstellung eines weges oder winkels

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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)

• t * · Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH PTL-HH/Sl/bl Theodor-Stern-Kai 1 HH 85/08 D-6000 Frankfurt 70 Patentansprüche
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
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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