DE2009587A1 - Fluessigkeitskompass - Google Patents

Description

• Flüssigkeitskompaß Die Erfindung -betrifft einen Flüssigkeitskompaß mit innerhalb des Kompaßgehäuses angeordneter vollkardanischer Aufhängung des Rosensystems.
• Bei bekannten Kompassen mit innerhalb des Kompaßgehäuses angeordneter kardanischer Aufhängung ist die kardanische Aufhängung so groß ausgebildet, daß sie das Rosensystem umgreift, wobei beispielsweise das Rosensystem in einem mit einer äußeren kardanischen Aufhängung versehenen gesonderten Kompaßkessel untergebracht sein kann. Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform trägt hierbei der Kompaßkessel die Ablesemarke für die Kompaßrose.
• Nachteilig bei diesen bekannten Anordnungen ist es, daß die kardanische Aufhängung relativ groß ausgebildet werden muß, so daß insoweit etwa die gleichen Reibungsverhältnisse vorliegen, wie bei Kompassen mit äußerer kardanischer Aufhängting. Außerdem ist die Schwingungsdämpfung mittels eines in der Flüssigkeit angeordneten Kessels aufgrund von dessen abgerundeter Kugelform relativ schlecht. Schließlich bestehen bei der bekannten Anordnung Ableseschwierigkeiten, da sich die Ablesemarke in einem relativ großen Abstand zur Fläche der Kompaßrose befindet.
• Der Erdindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, einen Kompaß der eingangs genannten Art so auszuoilden, daß bei guter Schwingungsdämpfung sowohl der Rose als auch des Kardansystems eine gute Ablesegenauigkeit erreichbar ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kardansystem im Bereich einer zentralen Ausnehmung eines glockenförmigen Dämpfungstellers aneordnet ist, der ortsfest mit dem Pinnenträger verbunden ist und an seinem Rand eine, den Rosenrand übergreifende Ablesemarke trägt, wobei die Pinne die Ausnehmung des Dämpfungstellers durchgreift und die den Dämpfungsteller übergreifende Rose trägt0 Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß das Kardansystem relativ klein ausgebildet werden kann, so daß auch seine Lagerungen unter gleichzeitiger Reibungsverrinerung verhältnismäßig klein ausgeführt werden können0 Hierdurch ergibt sich insbesondere auch ein vergleichsweise geringfügiger Bauaufwand0 Durch die glockenförmige Ausbildung des Dämpfungstellers und die hierdurch herbeigeführten Strömungsverhältnisse um die Form des Dämpfungstellers herum, wird eine sehr gute Schwingungsdämpfung erreicht, wobei durch den Spalt zwischen Rose und Dämpfungsteller außerdem die Schwingungen der Rose gleichfalls zusätzlich gedämpft werden, die somit die Relativbewegungen des Dämpfungstellers gegenüber dem umgebenden Gehäuse mitmacht.
• Hierdurch bleibt der.Abstand der zusaiitmen mit dem DÄmpfungs teller stets mitbewegten Ablesemarke zur Rosenoberfläche pralctisch stets konstant, so daß auch bei extremen Schräglagen oder Schaukelbewegungen des Kompaßgehäuses die Ablesegenauigkeit nicht beeinträchtigt wird0 Gleichzeitig kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung die mitbewegte Ablesemarke sehr nahe an die Oberfläche der Rose herangeführt werden, so daß Ableseungenauigkeiten infolge eines ungünstigen Ablesewinkels stark verringert werden.
• Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, trotz der damit erreichbaren Genaigkeit einen sehr einfachen Aufbau der Halterungen von Kardan- und Rosensystem herbeizuführen, indem das Kardansystem an einer senkrechten1am Boden des Flüssigkeitsbehälters befestigten Stütze angeordnet ist, deren freies Ende einen nach oben offenen Halbring mit zwei nach innen weisenden Drehzapfen trägt, die gelenkig mit einem Kardanring verbunden sind. Hierbei kann zweckmäßigerweise die senkrecht zur durch die Drehzapfen gehende Achse liegende Gelenkachse des Pinnenträgers an einander gegenüberliegenden Stellen des Kardanringes gelenkig gehaltert und in ihrer Längsmitte mit dem Pinnenträger verbunden sein0 Das untere Ende des Pinnenträgers ragt damit durch die Ausnehmung in dem Dämpfungsteller hindurch nach unten und kann mit einer die Ausnehmung des Dämpfungstellers von unten her übergreifenden Traverse mittig verbunden sein.
• Auf diese Weise ist eine ortsfeste Verbindung zwischen Pinnenträger und Dämpfungsteller hergestellt, obwohl sich das gesamte Kardansystem innerhalb der Ausnehmung im Dämpfungsteller raumsparend angeordnet befindet. Es ist auch möglich, daß die Gelenkachse des Pinnenträgers beidseitig den Kardanring durchgreift und mit ihren freien Enden an zwei gegenüberliegenden Stellen am Innenrand der zentralen Ausnehmung des Dämpfungstellers befestigt ist.
• Mit dieser Anordnung wird ebenfalls bei Fortfall eines weiteren Bauteiles eine ortsfeste Verbindung zwischen Pinnenträger und Dämpfungsteller hergestellt.
• Die Ablesemarke besteht zweckmäßigerweise aus einem seitwärts vom Rosenrand wegweisenden Stift mit einem senkrecht daran anschließenden Abschnitt und einem weiteren zur Rosenmitte weisenden und der Rosenform folgenden Abschnitt, Der letztere Abschnitt übergreift somit die Rosenfläche von oben und stellt die eigentliche Ablesemarke dar, die infolge ihrer Anpassung an die Rosenform sehr nahe an die Rosenskala herangeführt werden kann.
• Die Stütze zur Halterung des Kardansystems kann auf einer horizontalen Platte befestigt sein, die einen Durchbruch im Boden des Flüssigkeitsbehälters zum Zwecke des Dehnungsausgleiches der Flüssigkeit unter Zwischenschaltung einer Gummimembran flüssigkeitsdicht abdeckt und mit wenigstens einer, der Membran gegenüberliegenden Durchtrittsöffnung versehen ist. Auf diese Weise kann die Halterung des Kardan- und Rosensystems gleichzeitig zur Bildung der Anordnung zur Herbeiführung des Dehnungs aus gleiches herangezogen werden. In diesem Fall kann die Stütze auch hohl ausgebildet sein und eine obere und eine untere, der Membran zugewandte Durchtrittsöffnung aufweisen, so daß eine zusätzliche Öffnung in der unteren Platte nicht erforderlich ist und der Dehnungsausgleich über die Öffnungen der hohlen Stütze stattfindet.
• In besonders vorteilhafter Weise ist die Rose ebenfalls glockenförmig ausgebildet, so daß ein paralleler Ringspalt zwischen dem Dämp-fungst-eller und der Rose gebildet ist.
• Die glockenförmige Ausbildung der Rose kann dabei so vorgenommen sein, daß sie eine Kegelstumpfform hat, die oben mit einer horizontalen ebenen Rosenfläche abschließt und an deren unteren Rand ein senkrechter Ring anschließt0 Der Zwischenabschnitt zwischen diesen Teilen entspricht in seinem Winkel zweckmäßigerweise der gleichfalls glocken-oder kegelstumpfförmigen Ausbildung des Dämpfungstellers.
• Zur Schwingungsdämpfung trägt es bei, wenn auf der Unterseite der Rose auf einander gegenüberliegenden Seiten der Rosenmitte wenigstens je ein tangential ausgerichteter Stabmagnet im Bereich des Rosenumfanges angeordnet ist. Es können auch auf jeder Seite der Rosenmitte mehrere Stabmagnete von innen nach außen nebeneinander und parallel zueinander angeordnet sein. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn insbesondere bei einer aus Kunststoff bestehenden Rose einzelne Lagerklötzchen für die Stabmagnete als Halterungen an der Unterseite der Rose vorgesehen sind0 In vorteilhafter Weise besteht der Flüssigkeitsbehälter aus zwei Halbkugelschalen aus durchsichtigem Kunststoff, deren mit Flanschen versehene Ränder aufeinander liegen. Zur Festlegung der Halbkugelschalen kann der Flüssigkeitsbehälter von einem zweiteiligen äußeren Gehäuse umgeben sein, dessen Oberteil eine, dem Außendurchmesser der Halbkugelschalen entsprechende Ausnehmung mit einem nach innen gerichteten, den Flansch der H.albkugeischalen übergrei-fenden Flansch aufweist, wobei die Höh des äußeren Gehäuses etwa dem Radius der Halbkugelschalen entspricht und beide Gehäuseteile mittels je eines äußeren Flansches gegeneinander verspannbar sind. Werden die beiden Einzelteile des äußeren Gehäuses an ihren Flanschen zusalnmengeschraubt, so werden gleichzeitig die beiden Halbkugelsdhalen des Flüssigkeitsbehälters gegeneinandergedrückt, so daß durch diese einfache Montage sämtliche Teile miteinander unverrückbar verbunden sind. Zwischen die Flansche der beiden Halbkugelschalen ist zweckmäßigerweise eine Dichtung zwischengeschaltet. Sie können aber auch flüssigkeitsdicht auf andere Weise, beispielsweise durch Klebung verbunden sein.
• Die flüssigkeitsdichte Auflage der Flansche der beiden Halbkugelschalen unter Vorspannung wird begünstigt, wenn zwischen der unteren Halbkugelschale und dem Boden des unteren Gehäuseteiles ein Federelement angeordnet ist.
• Dieses Federelement kann beispielsweise ein Kissen aus einem elastischen Material, wie Gummi oder Schaumstoff oder dgl. sein.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt in Seitenansicht im Schnitt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompasses 0 Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung den Dämpfungsteller mit Ablesemarke mit einer Ausführungsform des KardansystemsO Fig. 3 ist eine Darstellung entsprechend Fig. 2 mit einer anderen Ausführungsform des Kardansystems.
• Fig. 4 zeigt die Rose nach Fig0 1 von unten gesehen.
• Der in Fig. 1 dargestellte Kompaß hat einen aus zwei Halbkugelschalen 2 und 3 bestehenden Flüssigkeitsbehälter 1, der in einem äußeren Gehäuse 4 untergebracht ist, wobei das äußere Gehäuse 4 aus einem Bodenteil 5 und einem ringförmigen Oberteil 6 besteht. Die Halbkugelschalen 2 und 3 sind mit nach außen weisenden Flanschen 2a und 3a versehen, die beide durch einen Flansch 6a des Oberteiles 6 übergriffen werden, so daß die beiden Halbkugelschalen gemeinsam gegen das Bodenteil 5 durch schematisch angedeutete Schrauben 7 gespannt werden können. Zwischen die Flanschen 2a und 3a kann eine Dichtung eingelegt werden, die Flanschen können an dieser Stelle auch verklebt werden. Die Schrauben 7 durchgreifen nach außen weisende Flanschen 6b und 5a des Oberteiles 6 bzwo des Bodenteiles 5. Zwischen den Boden der unteren Halbschale 3 und das Bodenteil 5 kann ein Federelement in Form eines Gummi- oder Schaumgummikissens oder dgl. zur Erzielung der notwendigen Vorspannung eingelegt weine Der Flüssigkeitsbehälter 1 ist mit einer Flüssigkeit 9 gefüllt.
• Am Boden der unteren Halbschale 3 ist eine der Bodenform folgende Platte 10, beispielsweise durch Schrauben 11 oder dgl. unter Zwischenlage einer Gummimembran 12 befestigt0 Die Gummimembran 12 übergreift einen Durchbruch 13 im Boden der unteren Halbschale 3 und dient dem Dehnungsausgleich der Flüssigkeit. Hierzu ist in der Platte 10 eine Öffnung 14 vorgesehen. An der Bodenplatte 10 ist eine senkrechte Stütze 15 angebracht, die mit der Bodenplatte einstückig ausgebildet sein kann. Wie dargestellt, kann diese Stütze 15 hohl ausgebildet und somit mit einem Kanal 16 versehen sein, der eine untere Öffnung t7 sowie.
• eine obere Öffnung 18 aufweisen kann, so daß über die Stütze 15 ebenfalls eine Flüsslgkeitsverbindung zur Membran 12 besteht, In diesem Fall kann gegebenenfalls die zusätziche Öffnung 14 entfallen. Das Mittelteil 19 der Bodenplatte 10 kann,wie dargestellt, nach innen gewölbt ausgebildet sein, um einen Flüssigkeitszwischen raum zwischen der eben gespannten membran 12 und der Bodenplatte zu schaffen. Es kamin aber auch eben ausgebildet sein0 Die Stütze 15 trägt an ihrem oberen Ende einen nach oben offenen Halbring 20 (vergl. Fig. 2 und 3), an welchem ein Kardanring 21 gelenkig befestigt ist0 Der Kardanring 21 enthält gelenkig eine Achse 22, an welcher der Pinnenträger 23 mit der Pinne 24 befestigt ist. Das untere Ende des Pinnenträgers 23 ist an einer halbkreisförmigen Traverse 25 befestigt, deren obere Enden ortsfest mit einem glocken-oder kegelstumpfförmigen Dämpfungsteller 26 verbunden sind.
• Die Enden der Traverse 25 greifen dabei in eine zentrale Ausnehmung 27 des Dämpfungstellers 26 ein. Am äußeren Rand des Dämpfungstellers 26 ist ein Stift 28 befestigt, an dessen freiem Ende ein senkrechter Abschnitt 29 einer Ablesemarke 30 befestigt ist, an welchen ein Abschnitt 31 anschließt, der der Form einer Rose 32 folgt und parallel zu deren Oberfläche liegt. Die Ablesemarke 30 ist dabei vorzugsweise so angeordnet, daß sie mit der Traverse 25 in einer Ebene liegt. Sie übergreift mit ihrem Abschnitt 3t die Rose 32 von oben.
• Die Rose 32 folgt in ihrer Form der Form des Dämpfungstellers 26 und besteht aus einem oberen ebenen kreisförmigen Abschnitt 33, einem kegelstumpfförmigen Abschnitt 34 sowie einem daran anschließenden senkrechten Ring 35.
• Zentral zum Abschnitt 33 ist das Pinnenlager 36 angeordnet0 Unter der Oberfläche der Rqse 32 sind zueinander parallel liegende Magnetstäbe 37 angeordnet.
• Wie ersichtlich, wird infolge des Spaltes zwischen der Rose 32 und dem Dämpfungsteller 26 auch eine zusätzliche Schwingungsdämpfung der Rose 32 erzeugt, da die Dämpfung des Dämpfungstellers 26 sich aufgrund der Spaltströmung zwischen diesen beiden Teilen auch auf die Rose 32 überträgt. Außerdem werden die Schwingungen der Rose auch schon allein aufgrund ihrer glockenförmigen Form zusätzlich gedämpft.
• Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung den Dämpfungsteller 26 mit dem Kardansystem nach Fig. 1 im einzelnen Es ist hierbei zu erkennen, daß der Pinnenträger 23 mit der Pinne 24 an der Achse 22 befestigt ist, die gelenkig im Kardanring 21 gelagert ist. Der Kardanring 21 ist seinerseits gelenkig an Zapfen 38 gelagert, die an den oberen Enden des Halbringes 20 angeordnet sind0 Das untere Ende des Pinnenträgers 23 ist mit der Traverse 25 verbunden, deren obere Enden ihrerseits am Innenrand der Ausnehmung 27 mit dem Dämpfungsteller 26 verbunden sind.
• Fig. 3 ist eine Darstellung entsprechend Fig. 2 mit einer anderen Ausführung des KardansystemsO Bei dieser Anordnung durchgreift die Achse 22 mit ihren Enden 22a den Kardanring 21, wobei die Enden 22a am Innenrand der Ausnehmung 27 mit dem Dämpfungsteller 26 verbunden sind.
• Die verlängerte Achse 22 ersetzt somit die Traverse 25 nach der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2. Auf die Achse 22 können innerhalb des Kaiinringes 21 Distanzhülsen aufgesetzt sein, welche den Kardanring 21 mittig zum Pinnenträger und mittig zur Ausnehmung 27 im Dämpfungsteller 26 halten. Im übrigen entspricht die Ausführung nach Fig. 3 der Ausführungsform nach den Figuren 1 und 2.
• Fig. 4 zeigt die Rose nach Fig. 1 von unten gesehen, wobei aus Fig. 4 die Lage der einzelnen Magnetstäbe 37 unterhalb der Rosenfläche zu erkennen ist. Die Magnetstäbe 37 sind bei einer aus Kunststoff bestehenden Rose durch Vorsprünge 39, welche die Magnetstäbe umgeben, gehaltert und können mit der Rosenfläche verklebt sein. Wie dargestellt, sind die Magnetstäbe 37 tangential zum Rosenumfang angeordnet, wobei auf Jeder Seite der Rosenmitte mehrere Stabmagnete von innen nach außen nebeneinander und parallel zueinander angeordnet sein können.
• Die Halbkugelschalen 2 und 3 des Flüssigkeitsbehälters können aus einem durchsichtigen Kunststoff bestehen und ebenso kann das äußere Gehäuse 4 sowie die Rose 32 aus einem Kunststoff hergestellt sein.

Claims (14)

Ilnapriiche

1. Fldssigkeitskompaß mit innerhalb des Kompaßgehäuses angeordneter vollkardanischer Aufhängung des Rosen-Systems, dadurch gekennzeichnet, daß das Kardansystem (21,23,25) im Bereich einer zentralen Ausnehmung (27) eines glocken- oder kegelstumpfförmigen Dämpfungstellers (26) angeordnet ist, der ortsfest mit dem Pinnenträger (23) verbunden ist und an seinem Rand eine den Rand der Rose (32) übergreifende Ablesemarke (30) trägt, wobei die Pinne (24) die Ausnelunung (27) des Dämpfungstellers (26) durchgreift und die den Dämpfungsteller (26) übergreifende Rose (32) trägt.

2. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kardansystem an einer senkrechten am Boden des Flüssigkeitsbehälters (1) befestigten Stütze (15) angeordnet ist, deren freies Ende einen nach oben offenen Halbring (20) mit zwei nach innen weisenden Drehzapfen (38)trägt, die gelenkig mit einem Kardanring (21) verbunden sind.

3. Flüssigkeitskompaß nach.Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur durch die Drehzapfen (38) gehende Achse liegende Gelenkachse (22) des Pinnenträgers (23) an einander gegenüberliegenden Stellen des Kardanringes (21) gelenkig gehaltert ist und in ihrer Längsmitte mit dem Pinnenträger (23>) ver bunden ist.

4. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Pinnenträgers (23) mit einer die Ausnehmung (27) des Dämpfungstellers (26) von unten her übergreifenden und am Dämpfungsteller (26) befestigten Traverse (25) mittig verbunden ist.

5. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkachse (22) des Pinnenträgers (23) beidseitig den Kardanring (21) durchgreift und mit ihren freien Enden (22a) an zwei gegenüberliegenden Stellen am Innenrand der zentralen Ausnehmung (27) des Dämpfungstellers (26) befestigt ist.

6. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablesemarke (30) aus einem seitwärts vom Rosenrand wegweisenden Stift (28) mit einem senkrecht daran anschließenden Abschnitt (29) und einem weiteren zur Rosenmitte weisenden und der Rosenform folgenden Abschnitt (31) besteht.

7. Flüssigkeitskompaß nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (15) auf einer horizohtalen Platte (10) befestigt ist, die einen Durchbruch (13) im Boden des Flüssigkeitsbehälters (1) zum Zwecke des Dehnungsausgleiches der Flüssigkeit unter Zwischenschaltung einer Gummimembran (12) flüssigkeitsdicht abdeckt und mit wenigstens einer der Membran (12) gegenüberliegenden Durchtrittsöffnung (14) versehen ist.

8. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (15) hohl ausgebildet ist und eine obere (18) und eine untere (17) der Membran (12) zugewandte Durchtrittsöffnung aufweist.

9. Flüssigkeitskompaß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (32) glocken- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

10. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unterseite der Rose (32) auf einander gegenüberliegenden Seiten der Rosenmitte wenigstens je ein tangential ausgerichteter Stabmagnet (37) im Bereich des Rosenumfanges angeordnet ist.

il. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite der-Rosenmitte -mehrere Stabmagnete (37) von innen nach außen nebeneinander und parallel zueinander angeordnet sind0

12. Flüssigkeitskompaß nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter (1) aus zwei Halbkugelschalen (2,3) aus durchsichtigem Kunststoff besteht deren mit Flanschen (2a,3a) versehene Ränder aufeinander liegen.

13. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fltssigkeitsbehälter (1) von einem zweiteiligen äußeren Gehäuse (4) umgeben ist, dessen Oberteil (6) eine dem Außendurchmesser der Halbkugelschalen (2,3) nntspréchende Ausnehmung mit einem nach innen gerichteten, die Flansche (2a,3a) der Halbkugelachalein (2,3) übergreifenden Flansch (6a) aufweist, wobei die Höhe des äußeren Gehäuses etwa dem Radius der Halbkugelschalen (2,3) entspricht und beide Gehäuseteile (5,6) mittels Je eines äußeren Flansches (5a,6b) gegeneinander verspannbar sind0

14. Flüssigkeitskompaß nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein zwischen der unteren Halbkugelschale (3) und dem Boden des unteren äußeren Gehäuseteiles (5) angeordnetes Federelement (8).

L e e r s e i t e