DE904473C - Kreiselgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kreiselgeräte. Gemäß der Erfindung wird ein Kreiselkompaß mit einem Rotorgehäuse, das in einem lotrechten Nachfolgering mittels einer Torsionsdrahtaufhängung und radialer Führungslager um eine lotrechte Achse drehbar gelagert ist, wobei der Nachfolgering den Drehbewegungen des Rotorgehäuses nachfolgt, indem er um eine waagerechte Achse in einem Nachfolgerahmen drehbar gelagert ist,

to welcher seinerseits um eine lotrechte Achse in eiinieim Träger diridhbär ist und duirch Antriebsmittel um diese lotrechte Achse entsprechend der Steuerung einer Abnehmereinrichtung gedreht wird, welche ein den Fehler in der Nachfolge des Rotorgehäuses messendes Signal liefert, in der Weise ausgebildet, daß die Torsionsdrafotaufhängung durch die Mitte des Rotorgehäuses geht und an ihrem oberen Ende an dem lotrechten Ring und an ihrem unteren Ende an dem Rotorgehäuse befestigt ist.

Durch die Erfindung wird ein Richtungskreiselgerät geschaffen, welches zwei Rotoren besitzt, die um zwei im Abstand angeordnete, waagerecht in gerader Linie ausgerichtete Achsen in einem Rotorgehäuse umlaufen, welches seinerseits um eine senkrechte Achse in einem Tragrahmen drehbar ist und welches sich dadurch kennzeichnet, daß für diese Rotoren zwei Paare von Rotorlagern vorgesehen sind, die in bezug auf die zuletzt erwähnte Adhse symmetrisch angeordnet sind, wobei zwei Lager mit gleichem Abstand von dieser Achse Kräften unterworfen werden und die beiden anderen Lager frei sind, so daß Ausdehnungen und Zusammenziehungen der Rotoren infolge von Temperatur-

änderungen gleiche und entgegengesetzte Verschiebungen der Schwerpunkte der beiden Rotoren in bezug auf diese Achse bewirken.

Ferner sieht die Erfindung ein Kreiselgerät vor, bei welchem ein Kreiselelement um eine erste Achse in einem Nachfolgering drehbar ist, weicher den Drehbewegungen des Kreiselelementes um diese Achse nachfolgt, indem er um eine zweite senkrechte Achse in einem Nachfolgerahmen drehbar ίο ist, welcher seinerseits in einem Träger um eine dritte Achse drehbar ist, die normalerweise zu der ersten Achse in gerader Linie ausgerichtet ist, aber aus dieser Ausrichtung durch eine relative Verdrehung um die zweite Achse entfernt werden kann, wobei der Nachfolgerahmen um die dritte Achse durch Antriebsmittel gedreht wird, welche von einer Abnehmereinrichtung gesteuert werden, die ein den Fehler in der Nachfolge des Kreisslelements messendes Signal liefert, und welches sich dadurch kennzeichnet, daß die Abnehmereinrichtung eine zweiteilige Einrichtung ist, w^relche ein Äusgangssignal entsprechend den relativen Lagen dieser beiden Teile liefert, wobei das eine Teil an dem Nachfolgerahmen und das andere Teil an dem Kreiselelement angebracht ist, und daß die Abnehmereinrichtung längs der zweiten Achse angeordnet ist, so daß eine relative Verdrehung des Nachfolgerahmens und des Nachfolgeringes kein Feblersignal hervorruft.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung.

Fig. ι ist eine teilwiaisei geschnittene Südansicht des Kreiselkompasses gemäß der Erfindung; Fig. <2 ist die Draufsicht des oberen Trägers der Torsionsauf hängung;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 an dem Fuß der Torsiionsaufhängung in Fig. i; Fig. 4 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1;

Fig. 5 ist eine Seitenansicht des Rotorgehäuses, wobei der lotrechte Ring und ein Teil des Gehäuses geschnitten sind;

Fig. 6 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Abnehmers oder Reglers des Nachfolgesystems.

Der Kreiselkompaß ist in dem üblichen Kardanring ι innerhalb des Kompaßgehäuseringes 2 auf einer zu der Bildebene der Fig. 1 senkrechten Dreh-So zapfenachise 2' gelagert. Der Armstern 3 ist in dem Kardanring 1 auf einer zweiten Drehzapfenachse 4 drehbar gelagert. Das Nachfolge- oder Phantomglied 5 ist um eine lotrechte Achse in einem nach unten hervorstehendem Gehäuse 6 des Armsternes 3 drehbar gelagert, wobei das Phantomglied 5 mit einem nach oben vorstehendem Achsstumpf 7 in räumlich versetzten Lagern 8 und 8' in dem Armstern drehbar gelagert ist. Über die Schleifringe 10 wird der Strom dem Kreiselantriebsmotor und dem Nachfolgeregler zugeführt. Der Nachfolgemotor ist mit 11 bezeichnet.

Die größere Drehachse zwischen dem Armstern und dem empfindlichen Element ist waagerecht anstatt lotrecht wie bei dem üblichen Kreiselkompaß. Der lotrechte Ring 12 ist daher in dem Armstern 3 an normalerweisei waagerechten Drehzapfen 13 und 13' gelagert. Das Rotorgehäuse 14 ist in dem lotrechten Ring in normalerweise lotrechten Lagern 15, 15'drehbar. Die die Drehzapfen für diesel Lager bildende (Welle steht aus dem Rotorgehäuse nach oben und nach unten hervor 'und ist vorzugsweise hohl oder in Form eines Rohres 16' ausgebildet, durch welches die Torsionsaufhängung 16 verläuft, mit welcher das Rotorgehäuse in dem lotrechten Ring aufgehängt ist.

Es ist bekannt, daß ein derartiger Torsionsdraht 16 lang sein muß, um die Ausübung eines Drehmoments auf das empfindliche Element zu vermeiden, wenn, das Nachfolgeelement mit dem empfindlichen Element nicht genau in gerader Linie ausgerichtet ist. Um eine solche lange Aufhängung zu schaffen, wiain eis bishar erforderlich, ziemlich lange Gehäuse! an dar obieiren Saite des Kompassieis (wie bei diem gewöhnlichen. Kreisedkoimpaß) oder an dem Boden \^roirzuseihen.

Der Aufhängungsdraht geht durch die Mitte des Rotorgehäuses, und dadurch wird der gesamte Durchmesser des lotrechten Ringes auegenutzt, um den Raum für einen langen Aufhängungsdraht 16 zu schaffen. Der Draht ist oben und unten an dem 9Q lotrechten Ring 12 bzw. an dem Gehäuse 14 befestigt, wobei die untere Befestigung in Fig. 1 und in Fig¹. 3 naher dargestellt ist. Das unteirel Ende des Drahtes ist bei 17 verstärkt und in einer Klemme 18 eingeklemmt, die an dem unteren Ende des Rohres 16' stramm angebracht ist; dieses Rohr ist in einer Bohrung 38 des Gehäuses 14 befestigt. Die Klemme 18 ist auf einem Teil ihres Durchmessers in der Querrichtung geschlitzt, wobei die freien Enden durch die Stellschraube 19 zusammengezogen werden, um sie auf dem unteren Ende des Rohres zu befestigen. Das verstärkte Ende 17 des Torsions drahtes ist an dem Block durch Stellschrauben 20 stramm festgeklemmt, welche den kleinen Block 21, der in einem Einschnitt des Blockes verschiebbar angebracht ist, gegen das Teil 17 klemmen. Das obere Ende des Drahtes kann in gleicher Weise an der oberen geschlitzten Klemme i8' durch die Stellschraube 61 festgeklemmt werden, wobei eine vergrößerte Buchse 60 vorgesehen ist, deren Kopfteil 62 auf der Klemme 18' ruht. Die Klemmei 18' ist oben an dem lotrechten Ring 12 befestigt, indem sie auf einer Platte 22 angebracht ist, so daß das gesamte Gewicht des Rotors und seines Gehäuses an der Oberseite des lotrechten Ringes durch den Draht 16 drehbar aufgehängt und dieser unten an dem Rotorgehäuse 14 befestigt ist.

Die Lageeinstellung der Torsionsaufhängung erfolgt durch Verstellung der Schrauben 35, 35' in d|9r Platts 22 (Fig. 2), d'iia mit ihnen innteirtein Enden gegen den nach unten vorstehenden Ansatz 36 des Blockes i8' anliegen, so daß die Verdrehungslage des Blockes und somit der oberen Torsionsaufhängung verstellt werden kann, bis der Draht die Torsion Null zeigt, wenn das Rotorgehäuse und der

lotrechte Ring dieselbe Azimutlage einnehmen. Das erwähnte Rohr 16' kann in der Bohrung 38 des Rotorgehäuses z. B. durch Schrauben 39 festgeklemmt werden.

Wie oben dargelegt, sind die Zwillingsrotoren 23, 23' so gelagert, daß sie um normalerweise horizontal ausgerichtete Achsen in den beiden Teilen dieis Rotorgeihäuses 14 rotieren, welches gegebenenfalls aus zwei getrennten Gehäusen bestehen kann. Die Lagerzapfen der beiden Rotoren sind in dem Gehäuse in feststehenden Lagern 24, 24' und in verschiebbar angebrachten Lagern 25, 25' drehbar, um eine Ausdehnung und Zusammenziehung jeder Rotorwelle zu ermöglichen. Durch diese Anordnung wird die Abgleidhung des Kompasses durch eine derartige Ausdehnung und Zusammenziehung nicht gestört, da bei einer Temperaturerhöhung sich der Rotor 23 von dem Mittelpunkt des Systems 26 hinweg in einer Richtung bewegt, während der andere Rotor 23' sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt, so daß das Gleichgewicht um die horizontale Achse 13, 13' nicht gestört wird. Vorzugsweise wird der innere Laufring jedes äußeren Rotorlagers 25, 25' fest an der Rotorwelle 27 und der äußere Laufring in einem Lagergehäuse 64 verschiebbar angebracht, wobei er jedoch durch eine Schraubenfeder 28 elastisch nach innen gedruckt wird, so daß kein seitliches Spiel auftreten kann.

Der Kompaß kann durch ein Pendelglied von geeigneter Form meridiansuchende Eigenschaften erhalten. Wie dargestellt, besteht das Pendelglied aus Quecksilberbehältern 30, 30', die an gegenüberliegenden Seiten des Rotorgehäuses angebracht und durch ein enges Rohr 31 in an sich bekannter Weise verbunden sind. Bei dieser Kompaßbauart läßt sich in einfacher Weise eine Dämpfung erreichen, indem, wie in Fig. 1 gezeigt, an der Westseite des Kreiselkompasses eine nicht ausbalancierte Masse zugefügt wird. Der unten erwähnte Bügel 41 und Anker 42 bilden eine derartige Masse. Wenn die Kreiselachse sich neigt, wird daher ein Drehmoment um die lotrechte Kreiselachse in solcher Richtung ausgeübt, daß eine Präzession in der diese Neigung vermindernden Richtung herbeigeführt und dädurch der Kompaß durch die Rückwirkung auf das Nachfolgeelement gedämpft wird. ■ Diese Wirkung entspricht etwa der üblichen exzentrischen Verbindung, die zwischen dem ballistischen Teil und dem Rotorgehäuse benutzt wird.

Der Abnehmer 40, welcher den Nachfolgemotor ■ι ι regelt, wird vorzugsweise in der Weise angeordnet, daß in ihn keine Drähte über eine der Achsen des empfindlichen Elementes eingeführt zu werden brauchen, was. bisher bei dieser Bauart eines Kreiselkompasses nicht erreicht wurde. Zu diesem Zweck ist an dem Rotorgehäuse ein U-förmiger Bügel 41 befestigt, welcher um den waagerechten Drehzapfen 13' herum verläuft und ein Element 42 des Abnehmers trägt, vorzugsweise das Element, mit welchem keine Zuleitungsdrähte verbunden zu werden brauchen.

Der Abnehmer ist in Form eines induktiven Abnehmers dargestellt, und das erwähnte Element 42 besteht aus einem Weicheisenanker. Vorzugsweise ist dieser Anker, wie in Fig. 6 gezeigt, kreisförmig oder tellerförmig ausgebildet, wobei seine Mitte auf die Drehlagerachse 13, 13' des Rotorgehäuses ausgerichtet ist. Die bewickelten Pole 43, 43', 44 des anderen Teiles der induktiven Einrichtung sind symmetrisch nach dem waagerechten Durchmesser der Scheibe 42 angeordnet, so daß bei jeder relativen Azimutverschiebung oder Ausrichtung zwischen Rotorgehäuse 14 und dem Nachfolge- oder Phantomelement 5 ein Signal erzeugt wird. Alle Wicklungen werden daher von dem Nachfolgeelement getragen, und der Strom wird über Schleifringe 10 zugeführt und braucht nicht über die das empfindliche Element tragenden Drehzapfen geführt zu werden. Durch die Verwendung eines kreisförmigen Ankers wird die Erzeugung eines Signals vermieden, wenn eine relative Kippbewegung des Rotorgeäiäuses und des Phantomelementes eintritt. Es ist zu beachten, daß sowohl der lotrechte Ring 12 als auch das Phantomelement 5 durch das Nachfolgesystem mit dem Rotorgehäuse in gerader Ausrichtung gehalten werden, da jede Ausrichtung des Phantomelementes 5 auf den lotrechten Ring durch die Drehzapfen 13, 13' übertragen wird. Auf diese 'Weise wird der lotrechte Ring im Azimut in gerader Ausrichtung mit dem Rotorgehäuse gehalten und dadurch eine Torsion der Aufhängung vermieden.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr läßt sich der Erfindungsgedanke auch durch andere Ausführungsformen verwirklichen, die von dem beschriebenen Beispiel mehr oder weniger abweichen.

Claims (8)

1. Patentansprüche: ^1o°

   i. Kreiselkompaß mit einem Rotorgehäuse, das in einem lotrechten Nachfolgering mittels einer Torsionsdrahtaufhängung und radialen Führungslagern um eine lotrechte Achse drehbar gelagert ist, wobei der lotrechte Nachfolgering den Drehbewegungen des Rotorgehäuses nachfolgt, indem er um eine waagerechte Achse in einem Nachfolgerahmen drehbar gelagert ist, welcher seinerseits um eine lotrechte no Achse in einem Träger drehbar ist und durch Antriebsmittel um diese lotrechte Achse entsprechend der Steuerung einer Abnehmereinrichtung gedreht wird, welche ein den Fehler in der Nachfolge des Rotorgehäuses messendes Signal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsdrahtaufhängung (16) durch die (Mitte des Rotorgehäuses (14) geht und an ihrem oberen Ende (60, 62) an dem lotrechten Ring (12) und an ihrem unteren Ende (17) an dem Rotorgehäuse (14) befestigt i-st.
2. 2. Kreiselgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorgehäuse (14) zwei getrennte symmetrische Rotoren (23, 23') enthält, die um eine gemeinsame waagerechte Achse umlaufen, welche zu der waagerechten

   Tragachse des lotrechten Ringes (12) senkrecht steht.
3. 3. Kreiselgerät nadh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß obere und untere Führungslager (15 bzw. 15') \Orgesehen sind und die Torsionsdrahtaufhängung (16) durch die oberen und unteren Führungslager (15, 15') zu den Befestigungspunkten (60, 62, 17) an dem lotrechten Ring (12) bzw. an dem Rotorgehäuse (14) g«iht.
4. 4. Kreiselgerät nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorgehäuse (14) in den Führungslagern (15, 15') mit Hilfe eines mittleren, an ihm befestigten Rohres (16') drehbar gelagert ist, durch welches die Torsionsdrahtaufhängung (16) hindurchgeht.
5. 5. Richtungsikreiselgerät mit zwei Rotoren, die um zwei im Abstand angeordnete waagerechte, in gerader Linie ausgerichtete Achsen in einem Rotorgehäuee umlaufen, welches seinerseits um eine senkrechte Achse in einem Tragrahmen drehbar ist, dadurch gekennzeichnet, ■daß für diese Rotoren (23, 23') zwei Paare von Rotoiriliaigarni (24, 25; 24', 25') vorgesehen sind, die in bezug auf die zuletzt erwähnte Achse symmetrisch angeordnet sind, wobei zwei Lager (24, 24') mit gleichem Abstand von dieser Achse Begrenzungen unterworfen werden und

   die beiden anderen Lager frei sind, so daß Ausdehnungen und Zusammenziehungen der Rotoren (23, 23') infolge von Temperaturänderungen gleiche und entgegengesetzte Verschiebungen der Schwerpunkte der beiden Rotoren in bezug auf diese Achse bewirken.
6. 6. Kreiselgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Lager (25, 25') zur Aufnahme des axialen Spieles mit elastischen Mitteln (28) ausgestattet sind.
7. 7. Kreiselgerät mit einem Kreiselelement, welches um eine erste Achse in einem Nachfolgering drehbar ist, welcher den Winkelbewegungen des Kreiselelementes um diiese Achse nachfolgt, indem er um eine zweite senkrechte Achse in einem Nachfolgerahmen drehbar ist, welcher seinerseits, in einem Träger um eine dritte Achse drehbar ist, die normalerweise zu der ersten Achse in gerader Linie ausgerichtet ist, aber aus dieser Ausrichtung durch eine relative Verdrehung um die zweite Achse entfernt werden kann, wobei der Nachfölgerahmen um die dritte Achse durch Antriebsmittel gedreht wird, welche von einer Abnehmereinrichtung gesteuert werden, die ein den Fehler in der Nachfolge des Kreiselelementes messendes Signal liefert, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnehmeireinirichtung (40) eine zwiaiteiligie! Einrichtung ist, welche ein Ausgangssignal entsprechend den relativen Lagen dieser beiden Teile (42; 43, 43', 44) liefert, wobei das eine Teil (43, 43', 44) an dem Nachfölgerahmen (5) und das andere Teil (42) an dem Rotorgehäuse (14) angebracht ist, und daß die Abnehmereinrichtung (40) längs der zweiten Achse angeordnet ist, so daß eine relative Verdrehung des Nachfolgerahmene (5) und, dös Niachfolgeringes (12) kein Fehlersignal hervorruft.
8. 8. Kreiselgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Teil bewickelte Pole (43, 43', 44) besitzt, die parallel und symmettrisch zu der zweiten Achse hervorstehen, und daß das andere Teil aus einem daneben konzentrisch zu der zweiten- Achsö angeordnieitan unbewickelten, kreisförmigen Anker (42) besteht.

   Hierzu i Blatt Zeichnungen

   O 5765 2.54