DE1915477C - Device for determining the course for vehicles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kursbestimmung für Fahrzeuge mit einem Azimutkreisel (Kurskreisel) und einem Kursanzeiger, die jeweils mit einem von zwei elektrisch miteinander verbundenen Drehtransformatoren mechanisch gekoppelt sind, und mit einem Umschalter, der den mit dem Kursanzeiger gekoppelten zweiten Drehtransformator wahlweise mit einem Servostellmotor zum Nachführen des Kursanzeigers oder mit dem Drehmomentmotor des Kreisels, der den Kreisel in eine durch die momentane Stellung des Kursanzeigers bestimmte Richtung überführt, zu verbinden gestattet.The invention relates to a device for determining course for vehicles with an azimuth gyro (Course gyro) and a course indicator, each with one of two electrically connected to each other connected rotary transformers are mechanically coupled, and with a changeover switch that controls the the course indicator coupled second rotary transformer optionally with a servo actuator to Tracking the course indicator or with the gyro's torque motor, which turns the gyro into a by the current position of the course indicator certain direction transferred, allowed to connect.

In der deutschen Auslegeschrift 1211407 ist eine nach der obigen Art gebaute Azimutbezugseinrichtung mit Schnelleinstellung in eine vorgeschriebene Azimutrichtung für Flugzeuge beschrieben, die dazu dienen soll, nach der Landung des Flugzeugs und der Stillsetzung von dessen Kurskreisel die letzte Bezugsrichtune für diesen Kreisel festzuhalten, um bei erneuter Inbetriebnahme des Flugzeugs auch eine rasche Betriebsbereitschaft seiner Navigationsanlage zu gewährleisten. Dazu wird diese letzte Bezugsrichtung kurz vor dem Abschalten des Kurskreisels an einer Einstellscheibe eingestellt, die mit dem zweiten Drehtransformator mechanisch gekoppelt ist Nach dem Wiederanlaufen des Kurskreisels tritt bei Abweichung von dessen Rotorachse von der letzten und an der Einstellscheibe eingestellten Bezugsrichtung amIn the German Auslegeschrift 1211407 is one Azimuth reference device built according to the above type with quick adjustment to a prescribed one Described azimuth direction for aircraft, which is intended to serve after the aircraft has landed and the Shutdown of its course gyro to hold the last reference direction for this gyro in order to be able to use it again Commissioning of the aircraft also ensures that its navigation system is ready for operation quickly guarantee. For this purpose, this last reference direction is switched on shortly before the course gyro is switched off Adjusted adjusting disk, which is mechanically coupled to the second rotary transformer The course gyro starts up again if its rotor axis deviates from the last and reference direction set on the adjusting disk on

ίο Ausgang des zweiten Drehtransfonnators eine Spannung auf, die zur Rückführung der Kreiselrotorachse in die eingestellte letzte Bezugsrichtung benutzt werden kann, wozu ein von Hand betätigbärer EinsteJ-schalter vorgesehen ist.ίο output of the second rotary transformer a voltage which are used to return the gyro rotor axis in the set last reference direction can, including a manually operable selector switch is provided.

In der USA.-Patentschrift 3107514 ist weiter eine Navigationseinrichtung für Flugzeuge beschrieben, bei der eine Kompaßscheibe vor dem Start des Flugzeugs auf die Richtung einer ortsfesten Startbahn eingestellt wird. Während des StartvorgangesU.S. Patent 3107514 is further a navigation device for aircraft described in which a compass disc before the start of the Aircraft is set to the direction of a fixed runway. During the starting process

ao wird dann die restliche Navigationseinrichtung, die während des Rollens des Flugzeugs am Boden von der Kompaßscheibe entkoppelt ist, auf die Richtung der Startbahn ausgerichtet, und erst nach Abheben des Bugrades des Flugzeugs wird die Kompaßscheibeao then becomes the rest of the navigation equipment that is decoupled from the compass disc while the aircraft is taxiing on the ground, on the direction aligned with the runway, and only after the aircraft's nose wheel has lifted does the compass disc become

a₅ mit den übrigen Teilen der Navigationseinrichtung zusammengeschaltet und übernimmt an Stelle der dann ausgeschalteten Ausrichtanordnung auf die Startbahnrichtung die Aufgabe der Richtungssteuerung für das Flugzeug.a _{5 is} interconnected with the other parts of the navigation device and takes on the task of direction control for the aircraft in place of the then switched-off alignment arrangement for the runway direction.

Die USA.-Patentschrift 2 887 783 schließlich beschreibt eine Azimutbezugseinrichtung, die mit einem Fluggeschwindigkeitsmesser zusammenwirkt, um eine etwaige Nordabweichung der Kreiselkompaßanzeige zu beseitigen. Dies geschieht dabei durch Ein-U.S. Patent 2,887,783 finally describes an azimuth reference device that cooperates with an airspeed sensor to correct any north deviation in the gyrocompass reading. This is done by

speisung eines der Nordkomponente der Fluggeschwindigkeit proportionalen Signals in einen Transformator, der dieses Signal induktiv in ein Drehmoment für die Verstellung des Kreiselkompasses umsetzt. feeding one of the north components of the airspeed proportional signal into a transformer, which inductively converts this signal into a torque for adjusting the gyro compass.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kursbestimmungseinrichtung der eingangs erwähnten Art dafür zu sorgen, daß sich eine unvermeidliche Kreiseldrift während eines vorübergehenden Stillstandes des mit der Kursbestimmungseinrichtung ausgerüsteten Fahrzeugs bei weiter laufendem Kreisel nicht störend auf die Richtung auswirken kann, die das Fahrzeug bei seinem Wiederanfahren korrekterweise einschlagen soll, und damit diese Kursbestimmungseinrichtung für einen Einsatz bei Landfahrzeugen brauchbar zu machen.The invention is based on the object of a course determination device of the type mentioned at the beginning Kind of ensuring that there is an inevitable gyro drift during a passing one The vehicle equipped with the course determination device comes to a standstill while it continues to run The gyro cannot interfere with the direction the vehicle takes when it starts up again should strike correctly, and thus this course determination device for an operation To make land vehicles usable.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Verwendung der Einrichtung für ein Landfahrzeug ein den Umschalter selbsttätig schaltender Impulsgenerator vorgesehen ist, dessenThe object is achieved according to the invention in that when using the device for a land vehicle a switch automatically switching pulse generator is provided, whose

der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs proportio nale Impulse den Umschalter in der ersten Schaltstellung halten, in der der zweite Drehtransformator mit dem Servostellmotor für den Kursanzeiger verbunden ist, und aus der der Umschalter bei Ausbleiben der Impulse in seine zweite Schaltstellung abfällt, in der der zweite Drehtransformator mit dem Drehmomentmotor des Kreisels verbunden ist.the driving speed of the vehicle propor tional impulses the switch in the first switch position hold, in which the second rotary transformer is connected to the servo actuator for the course indicator is, and from which the changeover switch drops into its second switch position in the absence of pulses, in which the second rotary transformer is connected to the gyro's torque motor.

Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung paßt sich die Kursbestimmungseinrichtung selbsttätig den unterschiedlichen Betriebsbedingungen bei fahrendem und bei stehendem Fahrzeug an, wobei sich der dafür erforderliche Aufwand auf ein einziges Relais beschränkt, da der die Impulse für die Steuerung die-Thanks to the training according to the invention, the course determination device automatically adapts to the different operating conditions when the vehicle is moving and when it is stationary, whereby the The effort required for this is limited to a single relay, as the impulses for the control

ses Relais liefernde Impulsgenerator zur Anzeige der vom Fahrzeug zurückgelegten Entfernung ohnehin erforderlich und vorhanden istThis relay delivering pulse generator to display the The distance covered by the vehicle is necessary and available anyway

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Impulsgenerator mit einem Eingang eines Operationsverstärkers verbunden, dessen zweiter Eingang auf festem Potential liegt und an dessen Ausgang die Erregerwicklung des Umschalters angeschlossen ist. Dabei kann dem Operationsverstärker ein KC-Glied parallelgeschaltet sein, das die Maximalzeit für das Ausbleiben der Impulse des Impulsgenerators vor einem Abfallen des Umschalters aus seiner ersten in seine zweite Schaltstellung bestimmt. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; deren einzige Figur zeigt ein Prinzipschaltbild für den Aufbau einer erfindungsgemäß ausgebildeten Kursbestiinmungseinrichtuug.In a preferred embodiment of the invention, the pulse generator has an input connected to an operational amplifier, the second input of which is at a fixed potential and whose Output the field winding of the changeover switch is connected. This can use the operational amplifier a KC element must be connected in parallel, which is the maximum time for the absence of the pulses from the pulse generator before the changeover switch drops out determined its first in its second switch position. In the drawing the invention is for example illustrates; the single figure shows a basic circuit diagram for the structure of an according to the invention trained course determination facility.

Die dargestellte Kursbestimmungseinrich¹ ung besitzt einen Azimutkreisel 1, dessen in der Zeichnung nicht dargestellter Rotor mit normalerweise horizontaler Achse 3 in einem Gehäuse 2 drehbar gelagert ist, das seinerseits über eine innere Welle 4 in einem Kreiselrahmen 5 drehbar gelagert ist. Der Kreiselrahmen 5 ist um eine im normalen Betrieb senkrecht stehende Welle 6," die äußere Welle für das Gehäuse 2, drehbar. Am Kreiselrahmen 5 ist weiter ein Drehmomentmotor? angebracht, der am Gehäuse 2 ein um die innere Welle 4 wirkendes Drehmoment erzeugen kann, wodurch sich bei Inbetriebsetzung des Drehmomentmotors 7 und laufendem Kreiselrotor das Kreiselgehäuse 2 um die äußere Welle 6 dreht. Die Stellung des Kreiselrahmens 5 und damit die Stellung der Achse 3 relativ zu einem festen Rahmen 8 wird durch einen ersten Drehtransformator 9 abgefühlt, dessen Rotor mit der äußeren Welle 6 und dessen Stator mit dem Rahmen 8 verbunden sind.The Kursbestimmungseinrich ung ¹ illustrated has an azimuth gyro 1, which is not shown in the drawing, the rotor is mounted with normally horizontal axis 3 in a housing 2 for rotation, which in turn is rotatably supported in a gyro frame 5 via an inner shaft. 4 The gyro frame 5 can be rotated around a shaft 6, which is vertical in normal operation, "the outer shaft for the housing 2. A torque motor? Is also attached to the gyro frame 5, which can generate a torque acting around the inner shaft 4 on the housing 2, whereby when the torque motor 7 is started and the gyro rotor is running, the gyro housing 2 rotates around the outer shaft 6. The position of the gyro frame 5 and thus the position of the axis 3 relative to a fixed frame 8 is sensed by a first rotary transformer 9, the rotor of which with the outer shaft 6 and its stator are connected to frame 8.

Der Drehtransformator 9 ist elektrisch an einen zweiten Drehtransformator 10 ähnlicher Bauart angeschlossen, dessen Rotor mit einem Zeiger 11 eines Kursanzeigers 12 mechanisch verbunden ist. Der Rotor des zweiten Drehtransformators 10 ist außerdem elektrisch über einen Verstärker 13 mit einem von einem Relais 15 betätigbaren Umschalter mit zwei festen Kontakten 14 und 29 verbunden. An den Kontakt 14 ist eine erste Wicklung 16 eines Servostellmotors 17 für den Kursanzeiger 12 angeschlossen, und eine zweite Wicklung 18 des Servostellmotors 17 wird mit einer Bezugswechselspannung fester Phase gespeist. Über einen Anschluß 19 wird dem ersten Drehtransformator 9 eine der Bezugswechselspannung frequenzgleiche, jedoch in Phasenquadratur dazu stehende Spannung zugeführt. Wenn sich das mit der dargestellten Kursbestimmungseinrichtung ausgerüstete Fahrzeug bewegt, zeigt daher der Kursanzeiger 12 die Lage der Achse 3 für den Rotor des Azimutkreisels 1 an.The rotary transformer 9 is electrically connected to a second rotary transformer 10 of a similar design, the rotor of which is mechanically connected to a pointer 11 of a course indicator 12. The rotor of the second rotary transformer 10 is also electrically via an amplifier 13 with one of a relay 15 actuatable changeover switch with two fixed contacts 14 and 29 connected. To the Contact 14 is connected to a first winding 16 of a servo actuator 17 for the course indicator 12, and a second winding 18 of the servo actuator 17 is tightened with a reference AC voltage Phase fed. One of the reference alternating voltage is supplied to the first rotary transformer 9 via a connection 19 voltage of the same frequency, but in phase quadrature. If the vehicle equipped with the course determination device shown is therefore shown in FIG Course indicator 12 shows the position of the axis 3 for the rotor of the azimuth gyro 1.

Die dargestellte Kursbestimmungseinrichtung besitzt weiter einen Impulsgenerator 20, der mit einem Rad, der Kardanwelle oder einem anderen mit der Fahrtgeschwindigkeit proportionaler Drehzahl umlaufenden Bauteil des Fahrzeugs verbunden ist und eine Anzeige für die durchfahrene Entfernung liefert. An den Impulsgenerator 20 ist eine vorzugsweise im Blickfeld des Fahrzeugführers angebrachte Anzeigeeinrichtung 21 angeschlossen, die einen Koordinatenauflöser «feite, kann, der ad-denThe course determination device shown further has a pulse generator 20 with a Wheel, cardan shaft or another rotating speed proportional to the driving speed Component of the vehicle is connected and provides an indication of the distance traveled. A display device is attached to the pulse generator 20, preferably in the field of vision of the vehicle driver 21, which has a co-ordinate resolver, can add it

Nord/Süd-oder Ost/Westrichtung liNorth / South or East / West direction left

An den Impulsgenerator 20 ist über einen fur posi-The pulse generator 20 is connected to a positive

einesone

2323

Operationsverstärkers 23 g dSen^SiS? Eingang über einen ^nungsta er 24 25 auf festem Potential gehalten wird, per upe ÄSSrker 23 gibt ein ^^"^ wenn das ihm an seinem ersten Eingang zugerunne Po"entfal das feste Potential an seinem zweiten Em-25Ss jÄ?Operational amplifier 23 g dSen ^ SiS? Entrance through a hangar 24 25 is held at a fixed potential, per upe ÄSSrker 23 gives a ^^ "^ if the Po "flows to it at its first input, the fixed potential at its second Em-25Ss is lost yeah?

den Ausgang des Verstärkers 13 angeschossen, aer £ih ebenfllls das an diesem ersten Eingang des O^aüonsverstärkers 23 liegende J^!^.^the output of the amplifier 13 shot, aer £ ih also the one at this first entrance of the O ^ on amplifier 23 lying J ^! ^. ^

_ao flußt Dem Operationsverstärker 23 parallel liegt e.n RC-Gteo1 aus einem Kondensator 27 und einem Jazu parallelgeschalteten Widerstand 28 die beide den Ausgang des Operationsverstärkers 23 mit se. nem erstL Eingang verbinden. Ar> den Ausgang ck, _Ao flows in parallel to the operational amplifier 23 is an RC-Gteo 1 consisting of a capacitor 27 and a resistor 28 connected in parallel, both of which connect the output of the operational amplifier 23 to its first input. Ar> the exit ck,

_a5 Operationsverstärkers 23 ist außerdem das Relais 15 _a5 operational amplifier 23 is also the relay 15

Mit aem zwcucu Kontakt 29 des vom Relais 15 beStgbaren Umschalters ist eine Wicklung des Somentmotors? verbunden, ^r außerdem inWith aem zwcucu contact 29 of the relay 15 movable changeover switch is a winding of the soment motor? connected, ^ r also in

üblicher Weise noch eine zweite, in der Zeichnung nicht dargestellte Wicklung besitzt an der eine Wechselspannung fester Frequenz und Phase anliegt. Bei normalem Betrieb, also fahrendem Fahrzeug, gelangen vom Impulsgenerator 20 Impulse an denusually a second one in the drawing winding not shown has on one AC voltage of fixed frequency and phase is applied. In normal operation, i.e. when the vehicle is moving, get from the pulse generator 20 pulses to the

Operationsverstärker 23. Wenn sich die· Fahrtnch-Umg ändert, gibt der Drehtransformator 10 über den Verstärker I₃ ⁸ ein Signal an den ersten Eingang des Operationsverstärkers 23, der daraufhin das Re a,s 15 ansprechen läßt. Das Ausgangssignal des Verstar-Operational amplifier 23. If the Fahrtnch-Umg changes, the rotary transformer 10 sends _{a signal via the amplifier I 3} ⁸ to the first input of the operational amplifier 23, which then makes the Re a, s 15 respond. The output signal of the amplifier

kers 13 gelangt daher zum Servostellmotor 17, der eine entsprechende Kursanzeige am Kursanze.ger 12kers 13 therefore arrives at the servo actuator 17, which has a corresponding course display on the course indicator 12

aooaiu uas Fahrzeug anhält und damit die Impulse aus dem Impulsgenerator 20 aufhören, fällt das Re-aooaiu uas vehicle stops and with it the impulses stop from the pulse generator 20, the re-

lais 15 nach einer durch die Zeitkonstante des ftC-Gliedes aus dem Kondensator 27 und dem Widerstand 28 bestimmten Verzögerungszeit ab, und das Ausgangssignal des Verstärkers 13 gelangt dann statt über den Kontakt 14 zum Servostellmotor 17lais 15 according to one by the time constant of the ftC element from the capacitor 27 and the Resistor 28 from a certain delay time, and the output signal of amplifier 13 then arrives instead of via contact 14 to servo actuator 17

über den Kontakt 29 zum Drehmomentmotor 7. Zeigt nun der Azimutkreisel 1 eine beispielsweise reibungsbedingte Drift, so daß sich die Achse 3 seines Rotors nicht mehr in mit der Anzeige am Kursanzeiger 12 übereinstimmender Lage befindet, so gibt derVia the contact 29 to the torque motor 7. The azimuth gyro 1 now shows a friction-related, for example Drift so that axis 3 of its rotor is no longer in line with the display on the course indicator 12 is in the same position, the

Verstärker 13 an den Drehmomentmotor 7 eine Spannung solcher Amplitude und Phase ab, daß dieser den Azimutkreisel 1 wieder in die korrekte Lage bringt. Der Azimutkreisel 1 wird damit auf dem am Kursanzeiger 12 angezeigten Kurs verriegelt, solangeAmplifier 13 to the torque motor 7, a voltage such amplitude and phase that this brings the azimuth gyro 1 back into the correct position. The azimuth gyro 1 is thus on the Course indicator 12 is locked for as long as it is displayed

das Fahrzeug stillsteht. Das Ausgangssignal des Verstärkers 13 ist dabei so klein, daß es den Operationsverstärker 23 nicht beeinflußt. In der Zeichnung ist außerdem durch eine gestrichelte Linie die Möglichkeit angedeutet, den Gleichrichter 26 unmittelbar mitthe vehicle is stationary. The output signal of the amplifier 13 is so small that it is the operational amplifier 23 not affected. In the drawing there is also the possibility by a dashed line indicated, the rectifier 26 directly with

dem Eingang des Verstärkers 13 zu verbinden.the input of the amplifier 13 to connect.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zur Kursbestimmung für Fahrzeuge mit einem Azimutkreisel (Kurskreisel) und einem Kursanzeiger, die jeweils mit einem von zwei elektrisch miteinander verbundenen Drehtransformatoren mechanisch gekoppelt sind, und mit einem Umschalter, der den mit dem Kunanzeiger gekoppelten zweiten ' Drehtransformator wahlweise mit einem Servostellmotor zum Nachführen des Kursanzeigers oder mit dem Drehmomentmotor des Kreisels, der den Kreisel in eine durch die momentane Stellung des Kursanzeigers bestimmte Richtung überführt, zu verbinden gestattet, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung der Einrichtung für ein Landfahrzeug ein den Umschalter (14, 29) selbsttätig schaltender Impulsgenerator (20) vorgesehen ist, dessen der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeugs proportionale Impulse den Umschalter (14, 29) in der ersten Schaltstellung halten, in der der zweite Drehtransformator (10) mit dem Servostellmotor (17) für den Kursanzeiger (12) verbunden ist, und aus der der Umschalter (14, 29) bei Ausbleiben der Impulse in seine zweite Schaltstellung abfällt, in der der zweite Drehtransformator (10) mit dem Drehmomentmotor (7) des Kreisels (1) verbunden ist.1. Device for course determination for vehicles with an azimuth gyro (course gyro) and a course indicator, each with one of two electrically interconnected rotary transformers are mechanically coupled, and with a switch that connects to the Kunanzeiger coupled second 'rotary transformer, optionally with a servo actuator for tracking of the heading indicator or with the gyro's torque motor, which turns the gyro into a by the current position of the course indicator, certain direction transferred, allowed to connect, characterized in that when the device is used for a land vehicle, the changeover switch (14, 29) is automatic switching pulse generator (20) is provided, whose speed of travel of the vehicle proportional pulses keep the switch (14, 29) in the first switch position in which the second rotary transformer (10) connected to the servo actuator (17) for the course indicator (12) is, and from which the switch (14, 29) in the absence of pulses in its second Switching position drops in which the second rotary transformer (10) with the torque motor (7) of the gyro (1) is connected. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (20) mit einem Eingang eines Operationsverstärkers (23) verbunden ist, dessen zweiter Eingang auf festem Potential liegt und an dessen Ausgang die Erregerwicklung (15) des Umschalters (14, 29) angeschlossen ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the pulse generator (20) with one input of an operational amplifier (23) is connected, the second input of which is fixed Potential is present and the excitation winding (15) of the changeover switch (14, 29) is connected to its output is. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Operationsverstärker (23) ein 7?C-Glied (27, 28) parallel geschaltet ist, das die Maximalzeit für das Ausbleiben der Impulse des Impulsgenerators (20) vor einem Abfallen des Umschalters (14, 29) aus seiner ersten in seine zweite Schaltstellung bestimmt.3. Device according to claim 2, characterized in that the operational amplifier (23) a 7? C element (27, 28) is connected in parallel, which is the maximum time for the absence of the pulses of the pulse generator (20) before the switch (14, 29) falls from its first in determines its second switch position.