DE938935C - Kreiselkompass - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kreiselkompasse, insbesondere auf Einrichtungen zur Vermeidung des sogenannten Dämpfungsfehlers derartiger Geräte, welcher gewöhnlich bei Geschwindigkeitsoder Kursänderungen des Schiffes infolge von die Dämpfungseinrichtung beeinflussenden Beschleunigungskräften auftritt.

Eine Bauart von Kreiselkompassen, bei welcher die Erfindung anwendbar ist, ist in dem deutschen Patent 904473 beschrieben. Bei dieser Bauart ist das empfindliche Element so gelagert, daß die unabhängige Achse seiner kardanischen Aufhängung nicht, wie bei dem üblichen Kompaßaufbau, vertikal, sondern horizontal liegt. Die einfachste Form einer Dämpfungseinrichtung bei einem solchen Kreisel mit horizontaler Rotorachse ist eine unausgeglichene Masse an der Westseite des Rotorgehäuses. Bei einer Neigung des Kompasses übt diese Masse ein Drehmoment um die Lotachse aus, welches der Kippbewegung entgegenwirkt und das Kippen vermindert. Bei Geschwindigkeits- oder Kursänderungen verursachen jedoch die auf diese Masse einwirkenden Beschleunigungskräfte ein Kippen des Kompasses, welches dann die als Dämpfungsfehler bezeichnete Abweichung bewirkt. Zweck der Erfindung ist die Ausbildung einer Einrichtung, die diesen Fehler vermeidet.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Schiffskreiselkompaß mit in einem Nachfolgeglied' kardanisch gelagertem Rotorgehäuse mit horizontaler Rotorachse und einer Dämpfungseinrichtung, welche bei einer Kippbewegung des Rotorgehättses

auf dieses ein Drehmoment um eine lotrechte Achse zur Verminderung der Kippbewegtmg ausübt, eine auf Beschleunigungen ansprechende Vorrichtung vorgesehen, welche auf das Rotorgehäuse während einer einen vorgegebenen Wert übersteigenden Beschleunigung ein Gegendrehmoment um dieselbe lotrechte Achse ausübt, welches etwa gleich groß, jedoch entgegengesetzt gerichtet ist wie das von der Dämpfungseinrichtung ausgeübte Drehmoment. ίο Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung.

Fig. ι ist eine teilweise geschnittene Ansicht der Nordseite eines Kreiselkompasses gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Schnitt etwa nach der Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine in größerem Maßstabe gezeigte Vorderansicht des Pendels, welches zur Beseitigung des Dämpfungsfehlers verwendet wird.

Der Kreiselkompaß ist in dem üblichen Kardanring 2 innerhalb des Kompaßringes 4 an einer zu der Zeichenebene in Fig. 1 senkrechten Drehzapfenachse 6 gelagert. Der Armstern 8 ist in dem Kardanring 2 an einer zweiten Drehzapfenachse 10 gelagert. Das Nachfolge- oder Phantomglied 12 ist drehbar um eine lotrechte Achse in einem sich nach abwärts erstreckenden Gehäuse 14 des Armsternes 8 gelagert. Wie dargestellt, besitzt das Phantomglied 12 einen nach oben stehenden¹ Wellenstumpf 16, welcher in zwei in Achsrichtung versetzten Lagern 18 in dem Armstern 8 gelagert ist. Über die Schleifringe 20 wird dem (nicht dargestellten) Kreiselmotor in'dem Rotorgehäuse 21 und der Nachfolge-Steuereinrichtung 23 Strom zugeführt. Der Nachfolgemotor ist bei 22 gezeigt.

Bei der beschriebenen Kompaßbauart ist das Rotorgehäuse 21 kardanisch in dem Phantomglied 12 aufgehängt, und zwar verläuft die unabhängige Kardanachse zwischen dem. Armstern und dem empfindlichen Glied horizontal anstatt vertikal wie bei den üblichen Kreiselkompassen. Der vertikale Ring 24 ist daher an dem Phantomglied 12 an normalerweise horizontalen Drehzapfen 26, 26' gelagert. Das Rotorgehäuse 21 ist im dem vertikalen Ring in normalerweise vertikalen Lagern 30, 30' gelagert. Die Welle 32, welche die Drehzapfen für diese Lager bildet, erstreckt sich oberhalb und unterhalb des Rotorgehäuses, in welchem sie starr festgeklemmt ist. Diese Welle ist hohl oder in Form eines Rohres ausgebildet, durch welches der Torsionsdraht 34. verläuft, an dem das Rotorgehäuse oben an dem vertikalen Ring 24 aufgehängt ist. Der Torsions draht 34 ist oben an dem vertikalen Ring 24 und unten an einem Block 31 angebracht, welcher an dem unteren Teil des Rohres· 32 befestigt ist, wie aus dem erwähnten Patent hervorgeht.

Dem Kompaß können meridiansuchende E-igenschäften durch eine Anordnung mit ballistischer Flüssigkeit gegeben werden, beispielsweise durch die Flüssigkeitsbehälter 36, 38, welche vorzugsweise an den beiden Enden des Rotorgehäuses befestigt und sowohl an der Unterseite als auch . an der Oberseite durch Röhren 40 und 42 verbunden werden.

Die Dämpfung wird dadurch bewirkt, daß die ■ Westseite des Kompaßgehäuses etwas schwerer gemacht wird als die Ostseite. In der Zeichnung ist dies durch die Masse 44 veranschaulicht, welche an der Westseite des Kompasses angebracht ist, obwohl man dieselbe Wirkung ganz oder teilweise auch erreichen kann, indem man 'die Überschußmasse des Ankers 46 der Nachfolge-Steuereinrichtung 23 ausnutzt. Man kann leicht eine Einstellbarkeit vorsehen, indem verstellbare Massen 45, 45' an dem Arm 47 des Ankers 46 festgeklemmt werden. Die Nachfolge-Steuereinrichtung bekannter Bauart liefert ein elektrisches Signal, welches über einen (nicht dargestellten) Verstärker dem Nachfolgemotor 22 zugeführt wird. Dieser Motor treibt das Phantomglied 12, an dem auch die Kompaßrose 52 angebracht ist, über das Ritzel 49 und Zahnrad 50 an.

Um zu vermeiden, daß die auf die Dämpfungsmasse 44 einwirkenden Beschleunigungskräfte das Gehäuse zum Kippen bringen, ist eine aus einem Pendelbügel 54 und einer Masse 54' bestehende Gegenmasse vorgesehen, welche bei 56 an einem Arm 58 drehbar gelagert ist, der an dem vertikalen Ring 24 angebracht ist und von diesem hervorsteht. Der Pendelbügel 54 ist U-förmig ausgebildet. und trägt an seinem einen Schenkel einen Dämpfungsflügel 60. Dieser Flügel taucht in eine Dämpfungsflüssigkeit 62 in dem an dem Arm 58 befestigten . Behälter 64 ein, in welchem das Pendel drehbar gelagert ist. Der andere Schenkel des Pendelbügels 54 ist mit einer einstellbaren Masse 54' versehen, so daß die Pendelbewegung und die Periode willkürlich verändert werden kann. Das untere Ende des Pendelbügels 54 greift in eine Gabel odfer einen U-förmigen Schlitz 66 eines an dem Rotorgehäuse 21 angebrachten Armes 68. Vorzugsweise ist der Schlitz etwas breiter als der Pendelbügel, und zwar ist der Zwischenraum so bemessen, daß der Pendelbügel bei Kippbewegungen, wie sie normalerweise bei der Meridianeinstellung des Kompasses auftreten, die Gabel nicht berührt, und ebensowenig bei Quer- und Längsschwingungen des Schiffes, da die hierbei auftretenden kurzzeitigen Beschleunigungen infolge der starken Dämpfung des Pendels nur kleine Pendelausschläge hervorrufen können. Aber selbst wenn hierbei die Seiten des Schlitzes 66 jeweils für kurze Zeit berührt würden, wäre diese Berührung von kurzer Dauer, und ihre Wirkung würde normalerweise durch die abwechselnde Berührung an der entgegengesetzten Seite während der Quer- und Längsschwingungen des Schiffes aufgehoben werden.

Beschleunigungskräfte, welche z. B. auf einer Geschwindigkeitsänderung oder einer Wendung des Schiffes beruhen, haben jedoch eine wesentlich größere Verschiebung des Pendels zur Folge, wobei das untere Ende des Pendelbügels 54 die eine oder die andere Seite der Gabel 66 so lange berührt, wie die Beschleunigungskraft andauert und

dabei auf das Rotorgehäuse um die vertikale Achse ein Drehmoment ausübt, welches gleich und entgegengesetzt zu demjenigen ist, welches unter der Wirkung 'der herrschenden Beschleunigung von der unausgeglichenen Masse 44 ausgeübt wird. Auf diese Weise wird ein Fehler infolge der Beschleunigung des Schiffes, d. h. während Wendungen oder Geschwindigkeitsänderungen mit einer Nord-Süd-Komponente, vermieden. Die Dämpfungswirkung bei normalen Kippbewegungen des Rotorgehäuses 21 wird dagegen nicht beeinträchtigt, da dabei der Pendelbügel 54 die Gabel 66 nicht berührt und seine Masse völlig von dem vertikalen Ring 24 getragen wird, welcher im Azimut durch das Nachfolgesystem eingestellt wird und daher auf das Kreiselgehäuse um seine vertikale Achse keine Rückwirkung ausübt.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, vielmehr könnte dieses in verschiedener Hinsicht abgeändert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schiffskreiselkompaß mit in einem Nacll·- folgeglied kardanisch gelagertem Rotorgehäuse mit horizontaler Rotorachse und einer Dämpfungseinrichtung, welche bei einer Kippbewegung des Rotorgehäuses auf dieses ein Drehmoment um eine lotrechte Achse zur Verminderung der Kippbewegung ausübt, gekennzeichnet durch eine auf Beschleunigungen ansprechende Vorrichtung, welche auf das Rotorgehäuse während einer einen vorgegebenen Wert übersteigenden Beschleunigung ein Gegendrehmoment um dieselbe lotrechte Achse ausübt, welches etwa gleich groß, jedoch entgegengesetzt gerichtet ist wie das von der Dämpfungseinrichtung ausgeübte Drehmoment.

2. Kreiselkompaß nach Anspruch 1, bei dem das Rotorgehäuse in einem vertikalen Ring um eine lotrechte Achse und der vertikale Ring in dem Nachfolgeglied um eine waagerechte Achse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Beschleunigungen ansprechende, ein Gegendrehmoment um die lotrechte Achse ausübende Vorrichtung aus einem an dem vertikalen Ring (24) drehbar gelagerten Pendel (54) und einem an 'dem Rotorgehäuse (21) befestigten Teil (68) besteht, mit welchem das Pendel (54) bei einem einen vorbestimmten Wert überschreitenden Ausschlag in Berührung kommt.

3. Kreiselkompaß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Pendel (54) und 'dem an dem Rotorgehäuse (21) angebrachten Teil (68) ein derartiger Spielraum vorgesehen ist, daß eine Berührung nur während einer einen vorgegebenen Wert überschreitenden Beschleunigung stattfindet.

4. Kreiselkompaß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spielraum durch einen Spalt (66) gebildet wird, der in dem die Bewegung des Pendels (54) auf das Rotorgehäuse (21) übertragenden Teil (68) vorgesehen ist.

5. Kreiselkompaß nach Anspruch 2 oder folgenden, bei dem der vertikale Ring um eine Ost-West-Achse drehbar und der Kompaß durch ein Übergewicht an der Westseite des Rotorgehäuses gedämpft ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (54) an der Ostseite des vertikalen Ringes (24) drehbar gelagert ist.

6. Kreiselkompaß nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das auf Beschleunigungen ansprechende Element der das Gegendrehmoment ausübenden Vorrichtung so gedämpft ist, daß es nur auf Geschwindigkeits- oder Kursänderungen des Schiffes anspricht, jedoch nicht auf kurzperiodische Beschleunigungskräfte, wie sie beispielsweise durch Rollen und Stampfen eines Schiffes erzeugt werden.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 305 769;
britische Patentschrift Nr. 627 291; USA.-Patentschrift Nr. 1 923 885.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 509642 2.56