DE425954C - Gyroskopischer Kompass - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4. MÄR Z 1926

REICH S PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVr 425954 KLASSE 42 c GRUPPE 35

(Fst114 TX''42C)

Ford Instrument Company, Inc. in New York, V. St. A.

Gyroskopischer Kompaß. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Februar 1922 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 12. Februar 1921 beansprucht.

Die Erfindung bezieht sich auf gyroskopische Kompasse und bezweckt, insbesondere diejenige Ablenkung vom Meridian zu beseitigen, die infolge der meridionalen Komponenten der Bewegung des Fahrzeuges entsteht, auf welchem der Kompaß angebracht ist.

Bei einem gewöhnlichen gyroskopischen Kompaß, der eine feste Lage auf der Erdoberfläche einnimmt, ist die Achse, um welche das Instrument als Ganzes sich bewegt, die Polarachse der Erde; aber wenn der Kompaß in einer meridionalen Richtung über die Erd-

oberfläche bewegt wird und der Einfluß der Drehung der Erde auf den Kompaß vernachlässigt wird, so liegt die Achse, um welche der Kompaß als Ganzes sich bewegt, in einem rechten Winkel zur Polarachse der Erde, und die Drehungsachse des Kompasses würde, statt im Meridian zu liegen, nach Osten und Westen verlaufen. Unter dem kombinierten Einfluß der Erddrehung und der meridionalen Bewegung des Kompasses wird seine Drehachse daher eine Stellung einnehmen, die in einem Winkel zum Meridian liegt. Wenn der Kompaß auf einem Fahrzeug angeordnet ist, das längs eines Breitenkreises nach Osten oder Westen fährt, so wird eine Geschwindigkeit zu der linearen Geschwindigkeit der Erde auf diesem Breitenkreis entweder addiert oder von ihr subtrahiert, und die Drehachse des Gyroskops würde unmittelbar nach Norden und Süden zeigen. Bewegt sich das Fahrzeug in einer beliebigen anderen Richtung, so wird die Drehachse aus dem Meridian um einen Betrag verschoben, der von dem Verhältnis der Nord-Süd-Komponente der Fahrzeuggesehwindigkeit zu der linearen Erdgeschwindigkeit dieser Breite abhängt, auf welcher das Fahrzeug fährt, pm? oder minus der Ost-West-Komponente der Fahrzeuggeschwindigkeit, je nachdem das Fahrzeug nach Osten oder nach Westen fährt.

Änderungen in der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, auf welchem der Kompaß angebracht ist, werden Ablenkungen des Kompasses und seiner richtigen Lage verursachen. Denn wenn das Fahrzeug längs eines Meridians mit einer beschleunigten Geschwindigkeit sich bewegt, wird der Einfluß auf den Kompaß derselbe sein, als ob das Fahrzeug sich mit konstanter Geschwindigkeit längs eines gekrümmten Weges bewegen würde, der eine stetig abnehmende Neigung gegen den Meridian besitzt. Da die Nord-Süd-Komponerite der Geschwindigkeit des Fahrzeuges von dessen Fahrtrichtung abhängt, werden Änderungen der Fahrtrichtung Änderungen dieser Komponente erzeugen, die von einer Ablenkung des Kompasses während der Änderung der Fahrtrichtung begleitet werden. Ablenkungen dieser Art, die während der Änderungen der Fahrtrichtung oder der Geschwindigkeit auftreten, werden gewöhnlich den ballistischen Ablenkungen zugeschrieben und sind besonders schädlich während schneller Änderungen der Fahrtrichtungen und der Geschwindigkeit, wie sie z. B. in Gefechtsmanövern eintreten.

Man hat bei gyroskopischen Kompassen verschiedene Verfahren verwendet, um die Ablenkungen infolge der meridionalen Komponenten der Fahrzeugbewegung bei verschiedener Geschwindigkeit und Fahrtrichtung zu korrigieren. Die Ablesungen können durch ma- : thematische Berechnungen mit Hilfe geeigneter Korrektionstabellen oder auf mechanischem Wege mit Hilfe eines Mechanismus berichtigt werden, der in Abhängigkeit von der anzuwendenden Berichtigung verschiebbar ist. Die ! gewöhnlich für diesen Zweck verwendete Einrichtung besteht aus einem beweglichen, mit der Bezeichnung der Fahrtrichtung versehenen Glied, das in Übereinstimmung mit den verschiedenen Faktoren eingestellt wird, die in die schließliche Korrektur aufgenommen werden, wie die Fahrtrichtung, die Geschwindigkeit und die geographische Breite.

Wenn Änderungen in der Ablenkung eines gyroskopischen Kompasses infolge von Änderungen der meridionalen Komponente der Bewegung des Fahrzeuges auftreten, auf welchem der Kompaß angebracht ist, werden Schwingungen des Gyroskops eintreten, und es wird eine merkbare Zeit für den Kompaß notwendig sein, bis er seine Einstellung erreicht. Bei hohen Breitengraden wird die aus solchen Änderungen herrührende Ablenkung größer sein als bei niedrigen Breitengraden wegen der verringerten Richtungskraft des Kompasses, wenn er gegen die Pole fährt. Die Geschwindigkeit der Bewegung des gewöhnlichen pendeiförmigen oder pendelähnlichen Kompasses ist jedoch für eine gegebene Beschleunigung des Fahrzeuges unabhängig vom Breitengrad. Infolgedessen wird die Zeit, die der Kompaß braucht, um seine neue Einstellung nach einer Änderung der meridionalen Komponente der Bewegung des Fahrzeuges einzunehmen, in hohen Breitengraden größer als in niedrigen sein, aber die Periode des Kompasses kann den Änderungen der geographischen Breite nicht in geeigneter Weise angepaßt werden, so: daß der Kompaß in der 10c Praxis für eine bestimmte Breite gebaut wird. Der Korrektionsmechanismus, der gewöhnlich angeordnet wird, um sich gleichzeitig mit den Änderungen der Nord-Süd-Komponente der Fahrzeugbewegung zu bewegen, tut dies nur für die besondere geographische Breite, für welche der Kompaß gebaut wird, und seine Bewegung hält dann Schritt mit der Bewegung des Kompasses. Bei thohen Breitengraden wird das gyroskopische Element hinter dem Mechanismus zurückbleiben und seine schließliche Einstellung erst erreichen, nachdem der Mechanismus die der anzuwendenden Berichtigung entsprechende Lage eingenommen hat. Bei niedrigen Breitengraden wird das gyroskopische Element zuerst über die Einstellung hinausgehen, die es mit Bezug auf den Korrektionsmeohanismus einnehmen soll, und dann nach und nach in seine schließliche Einstellung zurückgehen. Das Ergebnis ist ein bedeutender Fehler in der Angabe des Kompasses, der eine gewisse Zeit nach jeder Ände-

rang der fahrtrichtung oder der Geschwindigkeit des Fahrzeuges andauert. Diese Fehler machen den gewöhnlichen Kompaß für die Steuerung von Schiffen unbrauchbar, da es hier erwünscht ist, eine bestimmte Beziehung zum Azimuth zu erhalten,' während das Schiff manövriert.

Wenn ein gyroskopisch^ Kompaß infolge einei Nord-Süd-Komponente der Fahrzeugbewegung vom Meridian abweicht, werden weitere Fehler durch den Einfluß der Beschleunigungskraft auf dien Dämpfungsmechanismus des Kompasses eingeführt. Alle diese sekundären Fehler, wie sie zum Unterschied von dem durch den Einfluß der meridionalen Komponenten der Fahrzeugbewegung auf den Kompaß auftretenden primären Fehlern bezeichnet werden sollen, sind sehr kompliziert, und bisher ist wenig oder nichts geschehen, am

so sie durch mechanische Maßnahmen auszuglel· eben. Mathematische Verfahren zur Berichtigung sind mühsam und Rechnungsfehlern unterworfen, namentlich aber wenn sie unter den störenden Einflüssen des Schiffsbetriebes ausgeführt werden.

Es ist ein Ziel dieser Erfindung, die Nachteile der älteren Kompasse durch Verhinderung jeder Ablenkung des Kompasses infolge meridionaler Komponenten der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeuges zu verhüten, auf welchem der Kompaß angebracht ist.

Für die Zwecke der Erklärung wird hier die Erfindung in Verbindung mit einem gyrosikopischen Kompaß im einzelnen beschrieben werden, bei welchem das drehbare Gehäuse auf einer horizontalen Achse innerhalb eines Gliedes montiert ist, das sich um eine vertikale Achse drehen kann, da es an einem mitgenommenen Element durch ein Drahtseil angehängt wird. Bei Kompassen dieser Art besteht der Schalter für die Steuerung des Motors, der das mitgenommene Element antreibt, meist aus einem gewöhnlichen Kontakt, etwa aus einer Rolle, die auf dem Glied montiert ist, das das drehbare Gehäuse trägt, und die mit einem Paar von festen Kontakten zusammenarbeitet, die auf einem mit dem mitgenommenen Element verbundenen Glied angeordnet sind. Die Anordnung ist so getroffen, daß nach einer relativen Azimuthbewegung zwischen dem Gyroskop und dem Fahrzeug infolge einer Änderung der Fahrtrichtung der bewegliche Kontak mit dem einen oder mit dem anderen der festen Kontakte in Berührung kommt, um den Motor zu erregen und das mitgenommene Element zu veranlassen, sich mit dem gyroskopischen Element mit Bezug auf die Fahrtrichtung zu bewegen, um dan neuen Kurs anzugeben.

Die Bewegung des mitgenommenen Elementes infolge des Einflusses der meridionalen Komponenten der Bewegung des Fahrzeuges auf das Gyroskop wird durch Anwendung eine·? Drehmomentes auf die vertikale Tragachse verhindert. Dies geschieht etwa dadurch, daß man das Aufhängungsseil verdreht, um das Gyroskop zu einer Präzession in bezug auf seine horizontale Tragachse zu veranlasj sen, deren Geschwindigkeit gleich ist der me-' ridionalen Komponente der Winkelgeschwin-■ digkeit des Fahrzeuges auf der Erdoberfläche. Unter diesen Verhältnissen wird keine Bewegung des Gyroskops in bezug auf seine vertikale Achse eintreten, und der bewegliche Kontakt wird in bezug auf die festen Kontakte seine neutrale Stellung einnehmen, um den Motor außer Betrieb zu halten und auf diese Weise eine falche Bewegung des mitgenommenen Elementes und der von diesen getragenen Kompaßkarte (Windrose) zu verhindern.
Die Erfindung bezieht sich auf einen gyroskopiscben Kompaß, der gekennzeichnet ist durch einen Bügel, der mit Hilfe eines in-Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen Motor schräg einstellbaren FuJirungsringes um seine Zapfen drehbar angeordnet ist, so daß er bei einer Richtungsänderung des Fahrzeuges eine Schrägstellung gegenüber dem um Zapfen drehbaren Füh* rungsring erfährt, derart, daß die resultierende Bewegung des Bügels zwei miteinander verbundene Arme ausschwingt, von denen der eine durch Vermittlung eines Aufhängungsseiles ein Drehmoment in bezug auf die vertikale Achse des Gyroskops auszuüben vermag zwecks Erzeugung einer Präzession in bezug auf die horizontale Achse.

Der Kompaß gemäß der Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen des Fübrungsringes so angeordnet sind, daß ihre Schrägstellutng bei der Ostwestfahrt auf die Bügel ohne Einfluß bleibt, weil die Achse der Zapfen in dieser Stellung mit der Achse des in den Führungsring eingreifenden Zapfens des Bügels zusammenfällt.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen beispielsweise in einer Ausführungsform dargestellt. Es zeigt: Abb. 1 einen Aufriß der Westseite des Kompasses, der die gegenseitige Lage der Teile zeigt, wenn das Fahrzeug, auf welchem der Kompaß auf-[ gestellt ist, nördlich fährt, teilweise im j Schnitt, Abb. 2 eine Ansicht von der südliehen Seite des Kompasses in teilweisem _lig Schnitt, Abb. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Abb. 1.

In den Zeichnungen sind ähnliche Teile in den verschiedenen Ansichten mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. 10 bezeichnet ein Gehäuse, in welchem das umlaufende Element des Gyroskops angeordnet ist, und das.

da es eine beliebige Bauweise aufweisen kann, in den Einzelheiten nicht dargestellt ist. Das Gehäuse ist mit Lappen 11 versehen, deren jeder an seinem oberen Ende mit einem Zapfen 12 versehen ist, der in einem geeigneten Lager in einer Verlängerung 13 des länglichen Rahmens 14 angeordnet ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Schwerpunkt des Gyroskops unterhalb der horizontalen Achse liegt, die durch die Zapfen 12, 12 hindurchgeht. Der Rahmen 12 ist mit Zapfen 15 verseihen, die vorteilhaft in der Verlängerung der Drehachse des Gyroskops liegen, wie aus Abb. ι ersichtlich ist. Sie sind in geeigneten an einem vertikalen Ring 16 angeordneten Lagern gelagert. Der Ring ist mit Zapfen 17 ausgerüstet. Diese sind in Kugellagern 18 gelagert, die oberhalb und unterhalb eines zweiten vertikalen Ringes 19 vorgesehen sind. Der Ring 19 besteht mit der rohrförmigen Stütze 20 aus einem Stück oder ist mit dieser auf andere Weise verbunden. Die Stütze 20 liegt unterhalb des kreisförmigen mitgenommenen Teiles 21, das eine Kompaßrose trägt und das mit Hilfe des Kugellagers 22 auf einem Rahmen 23 angeordnet ist, der mit einer Windrose versehen ist, um mit der Kompaßkarte zusammenzuarbeiten. Dieser Rahmen ist mit Zapfen 24 versehen, die in einem Doppelring 25 angeordnet sind, der selbst mit Zapfen 26 ausgerüstet ist, die in geeigneten Lagern 27 liegen und an dem Fahrzeug, an welchem der Kompaß angebracht ist, befestigt j werden. Der Teil 21 ist mit einem unterhalb des Rahmens 23 liegenden vorspringenden Teil 28 versahen, der eine Verzahnung besitzt. ; Letztere arbeitet durch ein Ritzel 29 auf der j Welle des Mitnehmermotors 30 zusammen, der j von einer am Rahmen 23 befestigten Konsole i getragen wird. Die Welle des Motors trägt auch einen geeigneten Übertrager 31 zur Steuerung der Hilfskompasse. D.ieser Übertrager kann eine beliebige Bauweise besitzen, die der Einfachheit wegen in der Zeichnung nicht angegeben ist. Der Motor bezweckt, der mitgenommenen Rose 21 Bewegungen mitzuteilen, die denen des Gyroskops in Überein- j Stimmung mit der gewöhnlichen Bauweise des \ gyroskopischen Kompasses entsprechen. In den: Mer gezeigten Anordnung ist der Ring 16 mit einem Arm 32 versehen, der durch einen Schlitz im äußeren Ring 19 greift und an seinem äußeren Ende eine Rolle 33 trägt. Diese Rolle vermag die Kontakte 34 und 35, die am j äußeren Ring isoliert befestigt sind, zu be- \ rühren. Diese Kontakte sind voneinander iso- i liert. Die Rolle 33 und die Kontakte 34 und ■ 35 sind mit dem Motor 30 durch ein Drei- . leitersystem 36 verbunden, dem der Strom "· durch eine Batterie oder durch eine andere Stromquelle 37 zugeführt wird.

Das Gyroskop und die Ringe 14 und 16, auf welchen es montiert ist, sind mit Hilfe eines Drahtseiles 38 an dem Glied 21 aufgehängt. Das Drahtseil ist an seinem unteren Ende am oberen Zapfen 17 des Ringes 16 und an seinem oberen Ende mit einem Glied 39 verbunden. Letzteres ist in einem Lager der Klappe drehbar angeordnet. Mit dem Teil 39 ist ein Arm 40 verbunden, der einen Schlitz 41 besitzt, und an dessen einer Seite ein Block 42 angeordnet ist, der eine Einteilung 43 trägt. Diese Einteilung arbeitet mit einem Maßstab 44 an dem Arme zusammen. Eine Schraube 45, die an ihrem Ende eine Klemmmutter besitzt, greift durch den Block 42 und den Schlitz 41 und wird auf der anderen Seite des Armes mit einem herabhängenden gegabelten Glied 45 verbunden, das durch einen Schlitz im Glied 21 greift und mit dem horizantalen Glied 47 verbunden ist, das am oberen Ende eines Armes 48 angeordnet ist. Letzteres ist mit dem Tragzapfen 49 und 50 ausgerüstet, von welchen der erste innerhalb des unteren Endes einer Konsole 51 gelagert ist, die sich von dem Glied 21 nach abwärts erstreckt. Eine entsprechende Konsole 51 erstreckt sich von diesem Glied auf der andern Seite des zentralen rohrförmigen Gliedes 21 nach abwärts und dient einem Zapfen 52 ab Lager, an welchem das äußere Gehäuse 53 der Vorrichtung 54 für die Ausübung des Drehmomentes befestigt ist. Das innere Glied 55 dieser Vorrichtung ist an einem Ende des gekrümmten Gliedes 56 verbunden, das durch ein Lager im Gehäuse 53 greift. Das andere Ende des Gliedes wird von dem Lagerzapfen 50 getragen, wie namentlich in den Abb. 2 und 3 dargestellt ist! Das Gehäuse 53 ist entsprechend Abb. 2 mit einer geeigneten zähen too Flüssigkeit gefüllt. Das gekrümmte Glied 56 wird in seiner Mittellage durch entgegengesetzt angeordnete Federn 57 und 58 gehalten, deren erstere an der unteren Seite des Gliedes 21 und deren letztere am oberen Teil des äußeren Ringes 19 befestigt ist.

Ein halbkreisförmiges Glied 59 ist an einem Ende mit dem Arm 48 und am anderen Ende mit dem Gehäuse 53 der Vorrichtung 54 zur Ausübung des Drehmomentes ver- no bunden. Der Arm 59 ist mit einem Zapfen 60 versehen, der rechtwinklig zur horizontalen Achse angeordnet ist, um welche der Arm schwingt. Der Zapfen 60 paßt in die Nut eines Ringes 61, der an diametral entgegengesetzten Punkten mit Zapfen 62, 62 versehen ist. Letztere liegen in geeigneten Lagern an den unteren Enden der Konsolen 63, die vom Rahmen 23 entsprechend Abb. 2 nach abwärts sich erstrecken. Die Konsolen 63 sind so angeordnet, daß die durch die Zapfen 62, 62 gehende Achse in derselben vertikalen

Ebene liegt, wie die Achse ,der horizontalen ι Zapfen 12, 12. In ,einem ;■ Punkte, der. annä- ! hernd 90⁰ von dem Zapfen 62, 62 entfernt ist, ist der Ring 61 mit einem _ Zahnsegment""^ ausgerüstet, das nut einem "Ritzel 65 auf der Welle eines kleinen" Motors 66: zusammen arbeitet. Letzterer ist auf einer Konsole 67 angeordnet, die sich vom Rahmen 23 nach ! abwärts erstreckt. Der Motor 66 ist mit Hilfe , eines Dreileitersystems . 68 mit einem Instru- ; ment 69 verbunden, das in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges sich bewegt und vorteilhaft von dem Propeller 70 angetrieben wird. Diese Anordnung dient zur j

Neigung des Ringes in Übereinstimmung mit ^! der Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Da die j für diesen Zweck verwendeten Mittel eine beliebige Einrichtung aufweisen können, sind sie in den Zeichnungen nur schematisch dar- |

gestellt. j

Das gekrümmte Glied 56 ist an seinen En-· den mit geraden Teilen versehen, an welche Arme 71 und 72 fest angeschlossen sind. Letztere besitzen eine Krümmung, die im

S5 wesentlichen jener des Gyroskopgehäuses 10 entspricht, und endigen beziehungsweise oberhalb oder unterhalb der Zapfenachse 12, 12 entsprechend Abb. 2. Zwischen den freien Enden der Arme 71 und 72 ist eine gekrümmte Stange 73 angeordnet, die einen geraden zylindrischen mittleren Teil 74 besitzt, auf welchen ein Gewicht 75 angeordnet ist. Letzteres besitzt eine Nut 76, die die obere Kante eines flachen Armes 77 aufnimmt, auf welchen das Gewicht aufruht. Der Arm ist auf einer Konsole 78 angeordnet, die sich senkrecht zu einer Seite des Gehäuses 10 erstreckt. Ex ist mit Hilfe von Federn 79 mit Ansätzen 80 des Gehäuses verbunden.

Die entgegengesetzte Seite des Drethgehäuses ist mit einem Paar von Konsolen 81 ausgerüstet, zwischen welchen ein Rahmen 82 I gelenkig gelagert ist. Letzterer enthält ein I kleines Stabilisiergyroskop 83, dessen Dreh- '

achse, horizontal liegt und senkrecht auf der [ Drehachse des Hauptgyroskops steht. Eine Feder 84 ist zwischen dem Rahmen 82 und : dem Gehäuse 10 eingesetzt. ;

Wenn man die Wirkungsweise des vorbeschriebenen Instrumentes betrachtet, so ist verständlich, daß infolge des Mitnehmermotors 30 das die Kompaßrose tragende Glied 21 in bezug auf=den Rahmen 23 bewegt wird, auf welchem die Karte der Windrose angebracht ist. Diese Bewegung erfolgt in Übereinstimmung mit der relativen Bewegung in bezug auf den Azimuth des Gyroskops und Schiffes entsprechend dem gewöhnlichen Betriebe eines Instrumentes dieser Art. In der hier dargestellten Ausführungsform bewegen sich der Arm 52 und der Zapfen 60 mit dem Gyroskop, und dem Teil 21, wääirend der Ring 6.1 in bezug auf das ,Fahrzeug, feststeht, auf. welchem das;. Instrument angebracht ist, ausgenommen für Neigungen, die ihm" von dem Motor 66 erteilt werden. Die Anordnung ist : so getroffen, daß,!wenn das Fahrzeug gerade von Osten nach Westen fährt, der Zapfen 60 eine Lage einnehmen wird, die in die Achse der Zapfen 62» 62 hineinfällt, von welchem der Ring 61 getragen wird. Der Ring 61 wird in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges geneigt; aber dies wird auf den Arm 59 bei einer von Osten nach Westen gehenden Fahrt keinen Einfluß ausüben. Unter diesen Verhältnissen wird daher der Arm 40, der =mit dem Aufhängungsseil 38 verbunden ist, seine normale Läge einnehmen, und dem Aufhärigungsseil wird keine Verdrehung erteilt.

Wenn die Fahrtrichtung des Fahrzeuges geändert wird, wird eine relative Bewegung zwischen dem Gyroskop und dem mitgenommenen Element 21, das von ihm beherrscht wird, stattfinden. Anderseits wird eine relative Bewegung zwischen dem Rahmen 23 und dem mit diesem verbundenen Teile stattfinden. Als Ergebnis dieser relativen Bewegung der Teile wird siah der Zapfen 60 durch die Nut des Ringes 61 bewegen und den Arm 59 in bezug auf die durdh die Enden des Armes gehende Achse neigen. Die Teile sind so angeordnet, daß der Arm im Verhältnis zum Cosinus der Fahrtrichtung des Schiffes geneigt wird, da von dieser Fpnktion die Nord-Süd-Komponente der Fahrtrichtung abhängt. Der Betrag, um welchen der Arm 59 geneigt wird, hängt auch von einer Funktion des Fahrzeuges ab, da der Ring 61 um seine Achse 62, 62 durch den Motor 66 in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeuges geneigt wird.

Als Ergebnis der dem Arm 59 erteilten Bewegungen wird dieser eine Lage einnehmen, die dem Cosinus der Fahrtrichtung des Fahrzeuges multipliziert mit einer Geschwindigkeit entspricht, und wenn einer oder wenn beide von diesen Faktoren der Bewegung des Fahrzeuges geändert werden, so wird eine entsprechende Änderung in der Einstellung des Armes eintreten. Die dem Arm mitgeteilte Bewegung wird von einer entsprechenden Bewegung des Armes 48 begleitet, der durch Vermittlung des gegabelten Teiles 46 den Arm 40 ausschwingt, um in dem Aufhängungsseil 38 eine Verdrehung zu erzeugen und auf diese Weise ein Drehmoment in bezug auf die vertikale Achse des Gyroskops auszuüben, das letzteres veranlassen wird, eine Präzession in bezug auf die horizontale Achse der Zapfen 12, 12 auszuführen. Die verschiedenen Elemente des Apparates sind so ausgeführt und bemessen, daß die Geschwindigkeit der Präzession des Gyroskops

gleich der Nord-Süd-Komponente der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges auf der Erdoberfläche sein wird. Die Drehachse des Gyroskops wird daher parallel zur Erdoberfläche bleiben und in der Ebene des Meridians liegen, und die Rolle 33 wird in bezug· auf die Kontakte 34 und 35 ihre normale Einstellung einnehmen und den Stromkreis des Motors 30 offenhalten. Das mitgenommene Element 21 xo wird daher nicht verschoben, und der Kompaß wird richtige Angaben machen, die Berichtigungen nicht nötig erscheinen lassen, wie sie bei den bisiher gebauten gyroskopischen Kompassen nötig waren, die Ablenkungen durch die meridionalen Komponenten der Fahrzeugbewegung unterworfen sind.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird die Bewegung des Armes 59 auch für die Einstellung des Gewichtes 75 benutzt, um dem so ballistischen Drehmoment entgegenzuwirken, das in bezug auf die Zapfenachse 12, 12 während Änderungen der Fahrtrichtung oder der Geschwindigkeit des Fahrzeuges erzeugt wird. Da die Teile des Apparates so entworfen sind, a5 daß die dem Arm 59 erteilte Bewegung proportional dem Cosinus der Kompaßeinstellung des Fahrzeuges multipliziert mit dessen Geschwindigkeit ist, wird dem Gehäuse 53 der Vorrichtung zur Erzeugung des Drehmomentes eine entsprechende Bewegung erteilen. Das innere Glied 55 dieser Vorrichtung und die Arme 71 und 72, die mit ihr verbunden sind, werden auf diese Weise in Übereinstimmung mit der Nord-Süd-Komponente der Besehleunigung des Fahrzeuges verschoben und können zur Bestimmung dieser Beschleunigung benutzt werden.

Die Verschiebung der Arme 71 und 72 wird das Gewicht 75 aus der Lage heben, die es einnimmt, wenn das Gyroskop im Gleichgewicht ist. Das Gewicht wird in eine Stellung _: gebracht, in welcher es ein Drehmoment in bezug auf die Zapfenachse 12, 12 von solcher ' Größe erzeugt, daß das ballistische Drehmo- , ment in bezug auf diese Achse, das eine Folge ! der Änderung der Fahrtrichtung oder der Geschwindigkeit ist, ausgeglichen wird. Das durch das Gewicht erzeugte ausgleichende Drehmoment wird in Übereinstimmung mit der Nord-Süd-Beschleunigung veränderlich sein und wird nur während der Dauer der Änderung der Fahrtrichtung oder der Geschwindigkeit ausgeübt. Wenn das Fahrzeug seine neue Fahrtrichtung oder Geschwindig- I keit angenommen ihat und die Beschleunigung i NuIi wird, wird keine weitere Bewegung des j Armes 59 auftreten, und die Federn 57 und | 58 werden das gekrümmte Glied 56 und das | innere Glied 55 der Vorrichtung zur Erzeugung des Drehmomentes in ihre normale | Lage zurückgeführt haben. Durch die Arme j 71 und 72 wurde das Gewicht 75 in diejenige Lage zurückgeführt, die es im- Gleichgewichtzustand des Gyroskops einnimmt. Der Arm 59 wird jedoch fortfahren, die Lage einzunehmen, in welche er durch die Änderung der Fahrtrichtung oder Geschwindigkeit verschoben worden ist. Er wird daher das Aufhängungsseil 38 unter der Einwirkung des Drehmomentes j halten, so daß keine Ablenkung des Korn-

passes infolge der meridionalen Komponente ι der neuen Fahrtrichtung oder Geschwindigkeit j eintreten wird.

Durch Anordnung einer einstellbaren Ver- \ bindung zwischen dem Arm 40 und dem ge- : gabelten Teil 46 kann die Größe der Verdrehung, die dem Aufhängungsseii 38 für eine beliebige Bewegung des Armes 59 erteilt wird, geändert werden, um den Änderungen der Eigenschaften des Aufhängungsseiles während des Gebrauches sowie verschiedene Geschwin-•digkeiten des Gyroskops und anderen Ein- '. flüssen Rechnung zu tragen.

Wenn der Kompaß den Meridian sucht, wird die Drehachse des Gyroskops aus einer horizontalen Einstellung geneigt werden, und mit Hilfe des vom Gehäuse getragenen Armes 77 wird das auf ihm ruhende Gewicht 75 unabhängig von den Armen 71 und 7 2 gehoben oder gesenkt werden, was eine Folge der gelenkigen Verbindung zwischen dem Glied 73 und den unteren Enden dieses Armes ist. Infolge der Neigung des Gliedes 73 und der Nut 76 im Gewicht 75 wird die Bewegung des Gewichtes durch den Arm 77 von einer Verschie- ! bung des Armes aus seiner normalen Lage begleitet, mit dem Ergebnis, daß durch die eine oder durch die andere der Federn 79 ein Drehmoment auf das Gyroskop ausgeübt wird. Da dieses Drehmoment in bezug auf die vertikale Achse des Gyroskops ausgeübt \yird, wird es eine Präzession des Gyroskops in bezug auf seine horizontale Achse verursachen und auf diese Weise die Schwingungen des Kompasses in bezug auf den Meridian zu dämpfen suchen.

Das Stabilisiergyroskop 83 wird die Schwingungen des Hauptgyroskops und des Gehäuses in bezug auf die horizontale Tragachse 15, 15 verhindern und die Ablenkung ausschalten, die sonst infolge der durch das Rollen und Stampfen des Fahrzeuges auftretenden Schwingungen eintreten würde.

Die Angaben des Kompasses können auf eine beliebige Anzahl von geeigneten Tochterkompassen mit Hilfe des Übertragers 31 übertragen werden, und da die Ablesungen des Mutterkompasses keiner Ablenkung durch die Einflüsse der meridionalen Komponenten der Schiffsbewegung unterworfen sind, entfällt die Notwendigkeit, an den Ablesungen der Tochterkornpasse Berichtigungen anzubringen.

Claims (6)

1. Durch, unmittelbare Verbindung des Übertragers mit dem Motor 30 wird die Verwendung eines besonderen Reduktionsbetriebes für die Verbindung mit dem mitgenommenen Teil 21 vermieden. Dadurch wird der Aufbau des Instrumentes vereinfacht, und die infolge des Leerlaufes solcher Getriebe möglichen Fehler werden ausgeschaltet.

   Obwohl hier eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung an anderen Formen von gyroskopischen Kompassen verkörpert werden kann, und daß verschiedene Änderungen in den Einzelheiten der

   ^X5 Bauweise der Elemente der Instrumente vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu überschreiten.

   P Λ T E N Ϊ-AXSPRÜCH E:

   i. Gyroskopischer Kompaß, gekennzeichnet durch einen Bügel (59;, der mit Hilfe eines in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit durch einen Motor (66) schräg einstellbaren Führungsringes

   (61) um seine Zapfen (49, 52) drehbar angeordnet ist, so daß er bei einer Richtungsänderung des Fahrzeuges eine Schrägstellung gegenüber dem um Zapfen (62,62) drehbaren Führungsring (61) erfährt, der-

   -3o art, daß die resultierende Bewegung des Bügels (59) zwei miteinander verbundene Arme (48 und 40) ausschwingt, von denen der zweite durch, Vermittlung eines Aufhängungsseiles (38) ein Drehmoment auf die vertikale Achse des Gyroskops auszuüben vermag zwecks. Erzeugung einer Präzession in bezug auf die horizontale Achse (12, 12).
2. 2. Kompaß nach Ansprach 1, dadurch

   gekennzeichnet, daß die Zapfen (62, 62) des Führungsringes (61) so angeordnet sind, daß ihre Schrägstellung bei der Ostw-estfahrt auf die Bügel (59) ohne Einfluß bleibt, weil die Achse der Zapfen (62, 62) in dieser Stellung mit der Achse des in den Führungsring (61) eingreifenden Zapfens (60) des Bügels (59) zusammenfällt.
3. 3. Kompaß nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Zapfen (49, 52) des Bügels (59) bei der Fahrt längs des Meridians in derselben vertikalen Ebene liegt wie die 'horizontale Achse des Gyroskops (Zapfen 12, 12).
4. 4. Kompaß nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer zähen Flüssigkeit arbeitende Vorrichtung (54) mit dem Bügel (59) durch das Gehäuse (53) und mit ihrer umlaufenden Scheibe (55) mit einem Gewicht (75) verbunden ist, welch letzteres bei einer Verstellung der Führung (61) so bewegt wird, daß der Einfluß von Richtungs- oder Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeuges auf das Gyroskop ausgeglichen, wird.
5. 5. Kompaß nach Anspruch 4, gekenn- 6g zeichnet durch angelenkte, mit der Scheibe (55) dar Flüssigkeitsbremsvorrichtung (54) fest verbundene Arme (71, 72), die an ihren freien Enden einen angelenkten, ein auf einer nachgiebigen, mit dem Gyroskopgehäuse (10) gelenkig verbundenen Stütze {77) ruhendes Gewicht (75) tragenden Bügel (73) tragen, welch letzterer in bezug auf die horizontale Zapfenachse (12, 12) des Gyroskops schräg liegt und durch das Gewicht ein ausgleichendes Drehmoment ausübt, das sich entsprechend der Nord-Süd-Beschleunigung während der Änderungen der Fahrtrichtung oder der Geschwindigkeit ändert und die Schwingungen in bezug auf den Meridian unabhängig von den Bewegungen der Arme (71, 72) dämpft.
6. 6. Kompaß nach Anspruch 1 mit Hilfs- >tabilisiergyroskop, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfsstabilisiergyroskop (83) auf dem Gehäuse (10) des Hauptgyroskops so angeordnet ist, daß die Schwingung des letzteren in bezug auf eine horizontale Tragachse (15, 15) und die Ablen- g₀ kung verhindert wird, die sonst durch die vom Rollen und Stampfen des Fahrzeuges verursachten Schwingungen entstehen würde.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.