DE707951C - Feststellvorrichtung fuer einen im indifferenten Gleichgewicht aufgehaengten Kreisel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Feststellvorrichtung für einen im indifferenten Gleichgewicht aufgehängten Kreisel mit drei Freiheitsgraden, insbesondere einen elektrisch angetriebenen Horizontkreisel, für Luftfahrzeuge.

Man benutzt in Abhängigkeit vom Scheinlot oder der relativen Lage der Kreiselumlaufachse zum äußeren Gehäuse steuerbare Luftstrahlen, die auf den Umlaufachsenträger wirken, um durch Auslösung von Präzessionsbewegungen den Kreisel bei Abweichungen wieder in seine normale Betrieibsstellung zurückzuführen. Bei luftbetriebenen Kreiseln kann hierfür die Antriebsluft Verwendung finden, bei elektrisch angetriebenen Kreiseln müssen die Steuerluftstrahlen erst erzeugt werden, zu welchem Zweck die Turbinenwirkung des Kreiselläufers ausgenutzt werden kann.

Während bei luftbetriebenen Kreiseln die Steuerluftstrahlen schon beim Anlaufen des Kreiselläufers in voller Stärke wirksam sind und so ein sofortiges Einschwingen der Kreiselumlaufachse in die Betriebsstellung ver- as anlassen, laufen elektrische Kreisel infolge des Fehlens von wirksamen Steuerkräften in ihrer zufälligen Stellung an und schwingen sehr langsam in die Sollage ein, wenn die Steuerluftstrahlen bei voller Drehzahl des Kreisels mit normaler Stärke wirksam sind.

Für in Luftfahrzeugen Verwendung findende Lotkreisel ist es üblich, eine Feststellvorrichtung vorzusehen, die ein Ausrichten der Kreiselumlaufachse parallel zur Fahrzeughochachse gestattet. Die meisten Flugzeuge besitzen in Startstellung eine Neigung von etwa 15⁰ gegen die Waagerechte, so daß die Achse eines mit den bekannten Vorrichtungen fest-

gestellten Kreisels um den gleichen · Betrag aus der Richtung der Lotrechten abweicht. Läßt man einen Kreisel in dieser Stellung anlaufen, so vergeht geraume Zeit, bis der.7 S selbe nach seiner Freigabe die Lotrechte reicht.

Um den Kreisel in kürzester Zeit nach dem« Anlauf, z. B. für einen Blindstart, verwenden" zu können, ist die Feststellvorrichtung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß die Kreiselumlaufachse auch bei schräg liegendem Flugzeug in ihrer normalen Betriebsstellung feststellbar ist.

Die Feststellvorrichtung kann so ausgebil-

J5 det sein, daß das Festhalteglied in zwei Lagen verschiedener relativer Längsneigung gegen das Fahrzeug einstellbar ist, um den Kreisel sowohl in der Startstellung wie in der bisher üblichen Weise bei waagerechter Fluglage in die Normallage einstellen zu können. Das Festhalteglied der Feststellvorrichtung kann jedoch auch pendelnd ausgebildet und mit einer Dämpfung versehen werden, wodurch ein selbsttätiges Einstellen derselben in die Lotrechte erzielt wird.

Vorteilhaft kann eine elektromagnetische Kupplung für das Festhalten des Kreiselläufers benutzt werden, die nach dem Anlauf des Kreisels selbsttätig abschaltbar ist. Zur Abschaltung kann der infolge der Turbinenwirkung des Kreisels erzeugte Steuerluftdruck Verwendung finden.

Es ist zwar bekannt, unterhalb eines im indifferenten Gleichgewicht aufgehängten Lotkreiseis mit drei Freiheitsgraden ein an- und abschaltbares Elektromagnetankersystem anzubringen, dessen einer Teil (der Elektromagnet) pendelnd aufgehängt ist und dessen anderer Teil (der Anker) mit dem Kreiselsystem verbunden ist. Diese bekannte Anordnung dient aber dazu, um während des eigentlichen Betriebes des Lotkreisels Korrektionsdrehmomente in demselben Sinne auszuüben, wie dies durch die obenerwähnte, vomScheinlot abhängigeLuftstrahlensteuerung geschieht. Beim Anmeldungsgegenstand soll jedoch durch die elektromagnetische Einrichtung der Kreisel, sobald er außer Betrieb oder beim Anlaufen ist, in der Lotstellung festgehalten werden.

An Hand der Abbildungen wird die Erfindung weiter erläutert.

Abb. ι veranschaulicht die Schräglage eines Lotkreisels bei Startstellung des Flugzeuges. Abb. 2 ist ein lotrechter Längsschnitt durch eine Ausführungsform des Kreiselgerätes.

Abb. 3 zeigt einen längs der Linie 3 ... 3 in Abb. 2 gelegten Schnitt.

Abb. 4 stellt das Gerät von vorn gesehen dar und läßt Einzelheiten der Feststellvorrichtung erkennen.

Abb. 5 zeigt einen Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Feststellvorrichtung.

In den Abbildungen ist 1 das Gehäuse des eiselgerätes, das auch in den Abbildun-2, 3 und 5 in der geneigten Stellung der ib. ι dargestellt ist. In dem Gehäuse 1, das urch den rückwärtigen Deckel 2 verschlossen ist, ist der elektrisch betriebene Kreiselläufer 3 in dem Umlaufachsenträger 4 und Kardan-rahmen 5 im wesentlichen indifferent gelagert. Zur Nachsteuerung des Kreisels in die Lotrechte dienen in bekannter Weise Pendelklappen 6, aus denen Luftstrahlen ausströmen, die durch die Turbinenwirkung des Kreiselläufers 3 erzeugt werden.

Der Kreisel kann in bekannter Weise mit Auzeigeorganen und Steuerwertgebern versehen werden, die aus Gründen der Einfachheit in den Abbildungen nicht dargestellt sind. Die Anzeigeorgane sind durch das Schauglas 7 zu beobachten.

Zum Festhalten des Kreiselläufers dient bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel eine elektromagnetische Kupplung. In einer Spule 8 sitzt ein Eisenkern 9, der von einem um eine waagerechte Achse schwenkbaren Rahmen 10 getragen wird. Dem Kern 9 des Elektromagneten gegenüber sitzt ein am 9» Kreiselläufergehäuse befestigtes Eisenstück 9'. In den Abb. 2 bis 4 steht der Elektromagnet 8, 9 über einen Hebel 10' mit einem Verstellknopf 11 in Verbindung. Der Knopf 11 kann unter Überwindung der Spannung einer Feder 12 herausgezogen und in die Bohrungen 13 bzw. 13' gebracht werden. Die Stellung 13 entspricht der normalen Fluglage, die durch den Pfeil 17 angezeigt ist, die dargestellte Stellung 13' der Startstellung. »00 Der Winkel zwischen den beiden Bohrungen

13 und 13' wird zweckmäßig einstellbar gemacht, um das Gerät Flugzeugtypen mit unterschiedlicher Neigung bei Startstellung anpassen zu können. Nach Lösen der Schraube

14 (vgl. Abb. 4) läßt sich die Bohrung 13' gegenüber dem Gehäuse verstellen, während die Bohrung 13 gehäusefest ist.

Auch in der etwas anderen Ausführungsform der Abb. 5 dient ein Elektromagnet 8, 9 zum Festhalten des Kreiselläufers, doch ist in diesem Fall die Anordnung pendelnd und mit einer Dämpfung versehen. Die Dämpfung besteht aus einem Kolben 15, der an dem pendelnden Elektromagneten befestigt ist und sich in einem gehäusefesten Zylinder 16 bewegt. Es empfiehlt sich, die Dämpfung verhältnismäßig stark zu machen, da hinreichend Zeit zur Verfügung steht, um die Feststelleinrichtung in die Lotrechte einschwingen zu iac lassen. Eine starke Dämpfung hat den Vorteil, daß vorübergehende starke Reaktions-

kräfte beim Feststellen des Kreisels ohne ein merkliches Verstellen der Feststellvorrichtung aufgenommen werden können. Außerdem werden während des Fluges kurze Störungen nicht auf die Pendeleinrichtung übertragen. Die Erregung des Elektromagneten kann entweder durch Handschalter erfolgen, es kann j edoch auch ein Relais ■ vorgesehen werden, das den Elektromagneten selbsttätig nach dem Anlauf des Kreisels abschaltet. Dabei empfiehlt es sich, die Abschaltung durch die infolge der Turbinenwirkung des Rotors erzeugten Luftstrahlen vorzunehmen, wenn dieselben bei Annäherung an die Solldrehzahl des Kreisels ausreichend stark geworden sind.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Feststellvorrichtung für einen im indifferenten Gleichgewicht aufgehängten Kreisel mit drei Freiheitsgraden, insbesondere einen elektrisch angetriebenen Horizontkreisel für Luftfahrzeuge, der vermittels durch die Umdrehung des Kreiselläufers erzeugter Luftstrahlen in der Lotrechten gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreiselumlaufachse für den Anlauf bei schrägliegendem Fahrzeug (Startstellung) in ihrer normalen Betriebsstellung feststellbar ist.
2. 2. Feststellvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Festhalteglied in zwei Lagen verschiedener relativer Längsneigung gegen das Fahrzeug einstellbar ist (Start- und Flugstellung).
3. 3. Feststellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen eine elektromagnetische Einrichtung dient, die nach dem Anlaufen des Kreisels selbsttätig abschaltbar ist.
4. 4. Feststellvorrichtung für einen Kreisel, dessen Turbinenwirkung für die Erzeugung von Steuerluftstrahlen ausgenutzt ist, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Abschaltung durch den Steuerluftdruck auslösbar ist. .
5. 5. Feststellvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der elektromagnetischen Einrichtung kreiselfest, der andere gedämpft pendelnd angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen