DE2239439C3 - Kreiselkompaß - Google Patents
KreiselkompaßInfo
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- DE2239439C3 DE2239439C3 DE2239439A DE2239439A DE2239439C3 DE 2239439 C3 DE2239439 C3 DE 2239439C3 DE 2239439 A DE2239439 A DE 2239439A DE 2239439 A DE2239439 A DE 2239439A DE 2239439 C3 DE2239439 C3 DE 2239439C3
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- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/34—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
- G01C19/38—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation
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Description
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rung des Winkelabgriffs und eines hierbei verwende- F i g. 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsbeispiele
ten Nachführungssystems, der Erfindung, bei denen die gleichen Bezugsziffern
Fi g. 7, 8 und 10 schematische Darstellungen von wie in Fi g. 1 die gleichen Bauteile bezeichnen.
Kreiselkompaßtanks, Bei dem Beispiel der F i g. 2 sind die Befestigungs-
F i g. 9 ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeits- 5 stellen der Kardanwellen 14 und 14' und der horizon-
weise der Erfindung, talen Wellen 8 und 8' an dem horizontalen Ring 12
Fig. 11 ein Phasendiagramm zur Erläuterung der gegenüber dem Beispiel der Fig. 1 umgekehrt. Beim
Arbeitsweise der Erfindung, Beispiel der F i g. 1 gehen die horizontalen Wellen 8
F i g. 12 bis 15 schematische Diagramme von und 8' von dem Tank 2 aus und sind mit dem hori-
Dämpfungsvorrichtungen, io zontalen Ring 12 verbunden, während bei dem Bei-
F i g. 16 ein schematisches Diagramm, aus dem ein spiel der F i g. 2 die Kardanwellen 14 und 14' von
Beispiel einer Kreiseltragvorrichtung hervorgeht, dem Tank 2 parallel mit der Drehimpulsachse aus-
Fig. 17A und 17B vergrößerte Auf- und Seiten- gehen und mit dem horizontalen Ring 12 verbunden
ansichten, aus denen ein Beispiel eines Aufhänge- sind, und die horizontalen Wellen 8 und 8' sind mit
bandes hervorgeht, 15 dem Nachführungsring 16 an Stellen verbunden, die
Fig. 18 eine in Fig. 17B verwendete Feder und gegen Kardanwellen 14 und 14' um 90° versetzt sind.
Fig. 19 und 20 Seitenansichten weiterer Ausfüh- Zugleich ist der Servomotor 10 für die horizontale
rungsformen der Erfindung. Nachführung ebenfalls an dem Nachführungsring 16
F i g. 1 zeigt ein Kreiselgehäuse 1, das einen Krei- befestigt, und seine Drehung wird zuerst auf den
selrotor aufnimmt, der sich mit hoher Geschwindig- 20 horizontalen Ring 12 über das horizontale Zahnrad 9
keit dreht. Das Gehäuse ist flüssigkeitsdicht ausgebil- und über die Kardanwellen 14 und 14' übertragen,
det und in einem Tank 2 enthalten. Das Kreisel- um den Tank 2 zu drehen, um so den horizontalen
gehäuse 1 ist an einem Band 3 aufgehängt, das an Nachführungsvorgang durchzuführen,
dem oberen Ende an dem Tank 2 und an dem untc- Bei dem Beispiel der F i g. 3 sind die horizontalen ren Ende an dem Kreiselgehäuse 1 befestigt ist. Mit 25 Wellen 8 und 8', die an dem Tank 2 befestigt sind, 4N, 45 und SN, SS sind die Primär- bzw. Sekundär- direkt mit dem Nachführungsring 16 über die Lager Seiten eines Winkelabgriffs 6 bezeichnet. Die Primär- 13 und 13' drehbar verbunden. Der Nachführungsseiten 4N und 4S sind z. B. an der Oberfläche des ring 16 ist über Lager 25 und 25' mit einem Stampf-Kreiselgehäuses 1 an den Schnittpunkten der Ober- bewegungs-Kardanrahmen 36 verbunden, der an der fläche des Kreiselgehäuses 1 mit der Verlängerung der 30 Außenseite des Nachführungsrings 16 über die Nach-Drehimpulsachse des Kreisels, d. h. an den Nord- führungswellen 17 und 17' angeordnet ist. Der Kar- und Südseiten des Kreisels angeordnet, während die danrahmen 36 hat Wellen 34 und 34', die gegenüber Sekundärseiten5Nund5San dem Tank 2, ausgerich- den Wellen 17 und 17' um 90° versetzt sind. Die tet auf die Primärseiten 4 N und 4 S, angeordnet sind. Wellen 34 und 34' sind in Lagern 35 und 35' drehbar Der Tank enthält eine Dämpfungs- und Tragflüssig- 35 gelagert, die an einem Rollbewegungs-Kardanrahmen keit 7 wie ein öl hoher Viskosität, z. B. ein Siliconöl. 33 an entsprechenden Stellen vorgesehen sind. Der Zwei horizontale Wellen 8 und 8' sind an ihrem einen Kardanrahmen 33 ist an der Außenseite des Kardan-Ende mit dem Tank 2 an dessen Äquator an Stellen rahmens 36 angeordnet. Der Kardanrahmen 33 hat senkrecht zu der Drehimpulsachse des Kreisels be- Wellen 37 und 37' an Stellen, die gegenüber den festigt und an den anderen Enden drehbar in Lagern 40 Wellen 34 und 34' um 90° versetzt sind. Die Wellen 13 und 13' gelagert, die an einem horizontalen Ring 37 und 37' sind in Lagern 38 und 38' in dem Kom-12 angeordnet sind. Ein Servomotor 10 für horizon- paßgehäuse 24 drehbar gelagert. Die anderen kontale Nachfiihrungen ist an dem horizontalen Ring 12 struktiven Einzelheiten sind die gleichen wie bei den befestigt. Ein Zahnrad 9 ist an einer der horizontalen Beispielen der F i g. 1 und 2.
dem oberen Ende an dem Tank 2 und an dem untc- Bei dem Beispiel der F i g. 3 sind die horizontalen ren Ende an dem Kreiselgehäuse 1 befestigt ist. Mit 25 Wellen 8 und 8', die an dem Tank 2 befestigt sind, 4N, 45 und SN, SS sind die Primär- bzw. Sekundär- direkt mit dem Nachführungsring 16 über die Lager Seiten eines Winkelabgriffs 6 bezeichnet. Die Primär- 13 und 13' drehbar verbunden. Der Nachführungsseiten 4N und 4S sind z. B. an der Oberfläche des ring 16 ist über Lager 25 und 25' mit einem Stampf-Kreiselgehäuses 1 an den Schnittpunkten der Ober- bewegungs-Kardanrahmen 36 verbunden, der an der fläche des Kreiselgehäuses 1 mit der Verlängerung der 30 Außenseite des Nachführungsrings 16 über die Nach-Drehimpulsachse des Kreisels, d. h. an den Nord- führungswellen 17 und 17' angeordnet ist. Der Kar- und Südseiten des Kreisels angeordnet, während die danrahmen 36 hat Wellen 34 und 34', die gegenüber Sekundärseiten5Nund5San dem Tank 2, ausgerich- den Wellen 17 und 17' um 90° versetzt sind. Die tet auf die Primärseiten 4 N und 4 S, angeordnet sind. Wellen 34 und 34' sind in Lagern 35 und 35' drehbar Der Tank enthält eine Dämpfungs- und Tragflüssig- 35 gelagert, die an einem Rollbewegungs-Kardanrahmen keit 7 wie ein öl hoher Viskosität, z. B. ein Siliconöl. 33 an entsprechenden Stellen vorgesehen sind. Der Zwei horizontale Wellen 8 und 8' sind an ihrem einen Kardanrahmen 33 ist an der Außenseite des Kardan-Ende mit dem Tank 2 an dessen Äquator an Stellen rahmens 36 angeordnet. Der Kardanrahmen 33 hat senkrecht zu der Drehimpulsachse des Kreisels be- Wellen 37 und 37' an Stellen, die gegenüber den festigt und an den anderen Enden drehbar in Lagern 40 Wellen 34 und 34' um 90° versetzt sind. Die Wellen 13 und 13' gelagert, die an einem horizontalen Ring 37 und 37' sind in Lagern 38 und 38' in dem Kom-12 angeordnet sind. Ein Servomotor 10 für horizon- paßgehäuse 24 drehbar gelagert. Die anderen kontale Nachfiihrungen ist an dem horizontalen Ring 12 struktiven Einzelheiten sind die gleichen wie bei den befestigt. Ein Zahnrad 9 ist an einer der horizontalen Beispielen der F i g. 1 und 2.
Wellen, z.B. der Welle 8, befestigt und kämmt mit 45 An Hand der Fig. 4 und 5 wird ein konkretes
einem Ritzel 11, das an der Drehwelle des Servo- Beispiel des zuvor erwähnten Winkelabgriffs 6 bemotors
10 befestigt ist. Kardanwellen 14 und 14' sind schrieben. Fi g. 4 zeigt die beiden N-Seiten hiervon,
an dem horizontalen Ring 12 senkrecht zu den zuvor Wie in der Figur gezeigt ist, ist die Primärseite 4 N eine
erwähnten Lagern 13 und 13' befestigt. Diese Kar- Spule, deren Windungen in einer zu der Drehimpulsdanwellen
14 und 14' werden von Kardanlagern 15 50 achse des Kreisels senkrechten Ebene liegen. Diese
und 15' drehbar gehalten, die an einem Nachfüh- Spule wird üblicherweise durch Wechselstrom einer
rungsring 16 angeordnet sind. Wellen 17 und 17' sind üblichen Kreiselkompaßenergiequelle PS erregt und
an einem Ende am Boden und am Deckel am Nach- erzeugt magnetische Wechselfelder, die durch unterführungsring
16 befestigt und am anderen Ende in brochene Pfeile α, und α/ angegeben sind. Die Sekun-Lagern
25 und 25' drehbar gelagert, die an einem 55 därseite 5 N besteht aus vier rechteckigen Spulen
Kompaßgehäuse 24 an entsprechenden Stellen ange- 5NW, SNE, 5NU und SNL. Die beiden Spulen SNW
ordnet sind. Ein Zahnrad 21 ist an der Welle 17 be- und SNE sind nebeneinander angeordnet, und die
festigt. Ein Azitnuth-Nachführungsservomotor 19 ist beiden anderen Spulen 5 NL und SNU sind übereinan
dem Kompaßgehäuse 24 befestigt, und ein Ritzel ander angeordnet. Die Windungsanfangsenden dei
20 ist an der Drehwelle des Servomotors 19 befestigt. 60 beiden Spulen SNW und SNE und die der beider
Dieses Ritzel kämmt mit dem Zahnrad 21. Eine Korn- anderen Spulen 5 NU und SNL sind verbunden
paßrose 22 ist an der Nachführungswelle 17 befestigt. Nimmt man an, daß die Primärspule 4 N, d.h. da;
Eine Bezugslinienplatte 23 ist an dem Deckel des Kreiselgehäuse 1 in der Mitte der Sekundärseitenspule
Kompaßgehäuses 24 zusammen mit der Kompaßrose SN, d. h. dem Tank 2 liegt, dann wird von der Pri·
22 angeordnet. Der Kurs des mit dem Kreiselkompaß 65 märspule 4 N ein Magnetfluß erzeugt, der durch dk
ausgestatteten Schiffes wird mittels einer Bezugslinie Sekundärspulen SNW, SNE, SNU und SNL verläuft
26, die auf der Platte 23 zentral gezogen wird, und um eine entsprechende Spannung in jeder hiervon zi
der Kompaßrose 22 abgelesen. erzeugen. Der Magnetfluß in jeder Sekundärspule is
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jedoch im wesentlichen der gleiche wie der in den bzw. entsprechend der geographischen Breite des
anderen Spulen, und die jeweiligen Spulenpaare sind Schiffes erzeugt, um die entsprechende Winkelverstelin
der oben beschriebenen Weise gegeneinanderge- lung in dem Nachführungssystem durchzuführen,
schaltet, so daß an den Ausgangsanschlüssen 2-1 und durch die das Band 3 verdreht wird, um dem Kreisel
2-2 keine Spannung auftritt. Nimmt man an, daß die 5 um seine vertikale Achse ein Drehmoment aufzuprä-Primärspule
4 N in Ostrichtung (in der Figur durch E gen und so einen Fehler zu korrigieren,
angegeben) verstellt wird, dann nimmt der Magnet- F i g. 6 zeigt ein horizontales Nachführungssystem,
angegeben) verstellt wird, dann nimmt der Magnet- F i g. 6 zeigt ein horizontales Nachführungssystem,
fluß, der durch die Spule 5NE verläuft, zu, während bei dem die Spulen SNU, SNL und SSU, SSL der
der, der durch die Spule 5AW verläuft, abnimmt, so Sekundärseiten 5 N und 5 S ebenfalls wie im vorheridaß
eine Spannung an dem Ausgangsanschluß 2-1 10 gen Falle gegeneinandergeschaltet sind, so daß kein
auftritt, jedoch kein Ausgangssignal an dem Anschluß Ausgangssignal zwischen den Anschlüssen 4-1 der
2-2 auftritt. Wenn die Primärspule 4 N in Westrich- Spulen 5 N U und 5 NL bei der vertikalen Bewegung
tung (in der Figur durch W angegeben) verstellt wird, des Kreiselgehäuses 1 relativ zu dem Tank 2 auftritt,
nimmt die induzierte Spannung der Spule 5NW zu, jedoch eine Spannung zwischen den Anschlüssen 4-1
während die der Spule SNE abnimmt, so daß an dem 15 in Abhängigkeit von der Drehbewegung des Kreisel-Ausgangsanschluß
2-1 eine Spannung auftritt, die gehäuses 1 um eine horizontale Achse erzeugt wird,
gegenphasig zu der ist, die erhalten wird, wenn die Die erzeugte Spannung wird direkt oder über einen
Primärspule 5 N in Ostrichtung verstellt wird. Da in Servoverstärker 31 auf eine Steuerwicklung des Servodiesem
Falle die Spulen 5NU und 5NL in vertikaler motors 10 gegeben. Die Drehung des Servomotors 10
Richtung angeordnet sind, wird wie im obigen Falle ao wird über das Ritzel 11 und das Zahnrad 9 auf den
keine Spannung an dem Ausgangsanschluß 2-2 er- Tank 2 übertragen, um ihn zu drehen und die Winkelzeugt.
In Abhängigkeit von der vertikalen Verstellung abweichung zwischen dem Tank 2 und dem Kreiselder
Primärspule 4N wird eine gle'che Spannung in gehäuse 1 auf Null zu vermindern,
den Spulen5NW und 5NE induziert, die nebenein- Fig. 7 zeigt das Innere des Tanks2, wenn das
den Spulen5NW und 5NE induziert, die nebenein- Fig. 7 zeigt das Innere des Tanks2, wenn das
ander angeordnet sind, es wird jedoch eine ungleiche a5 nordensuchende Ende A (das an dem Kreiselgehäuse 1
Spannung in der vertikalen Richtung induziert, so daß Hegt) der Verlängerung der Drehimpulsachse des
ein Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluß 2-2 er- Kreisels in dem Kreiselgehäuse 1 um einen Winkel Θ
zeugt wird. Bei der in F i g. 4 gezeigten Konstruktion zur horizontalen Ebene H-H' nach oben geneigt ist.
ist es möglich, die Verstellung des Kreiselgehäuses 1 In der Figur ist mit O1 der Schwerpunkt des Kreiselin
der Ost-West-Richtung und in vertikaler Richtung 30 gehäuses 1, mit Q der Verbindungspunkt des Banrelativ
zu dem Tank 2 an dem Nordende festzustellen. des 3 mit dem Kreiselgehäuse 1, mit P der Verbin-Fi
g. 5 zeigt einen Winkelabgriff zur Ermittlung der dungspunkt des Bandes 3 mit dem Tank 2 und mit O2
Verstellung des Kreiselgehäuses nur in der Ost-West- der Mittelpunkt des Tanks 2 bezeichnet. Es wird an-Richtung,
wobei das Kreiselgehäuse 1 von oben ge- genommen, daß die Drehimpulsachse des Kreiselsehen
ist. Der Winkelabgriff an der Südseite besteht 35 rotors in dem Kreiselgehäuse 1 horizontal (Θ = Ο)
aus der Primärspule 4 S und den Sekundärspulen S SE verläuft und O1 und O, zusammenfallen. Mit A ist
und 5SW. Wenn das Kreiselgehäuse 1 in Ost-Rich- das nordensuchende Ende und mit B ein Punkt auf
tung verstellt wird, nimmt der durch die Spule5SE dem Kreiselgehäuse 1 bezeichnet, der dem Ende/!
verlaufende Magnetfluß zu und der durch die Spule diametral gegenüberliegt. A' und B' sind Punkte auf
SSW nimmt ab, um eine Spannung zwischen den An- 40 dem Tank 2 entsprechend A und B. Da das Band 3
Schlüssen 3-1 zu induzieren. Die Phase der Spannung in der Praxis eine bestimmte Biegefestigkeit hat, hat
ist die gleiche wie die zwischen den Anschlüssen 2-1 es eine Biegekurve entsprechend der in der Figur
der Spulen 5NW und 5NE. Da außerdem die Spulen angegebenen unterbrochenen Linie. Demgemäß nimmt
SSE, 5SW und SNE, 5 NW gegeneinandergeschaltet die Größe der axialen Bewegung ξ (0,,^O1) des
sind, wie Fig. 5 zeigt, tritt keine Spannung an den 45 Kreisel gehäuses 1 relativ zu dem Tank 2 sehr gering
Ausgangsanschlüssen 3-2 bei einer Verstellung des ab, jedoch ist der Einfluß in der Praxis sehr klein, so
Kreiselgehäuses 1 in der Ost-West-Richtung auf, daß in der folgenden Beschreibung die Annahme gewenn
sich jedoch das Kreiselgehäuse 1 um eine verti- macht wird, daß das Band 3 völlig flexibel ist. Wie
kale Achse O (senkrecht zu der Zeichenebene) dreht, zuvor beschrieben wurde, werden die Punkte A' und
tritt eine in der Phase um 180° umgekehrte Spannung 50 B' an dem Tank 2 und die Punkte A und B an dem
zwischen den Anschlüssen 3-2 entsprechend der Kreiselgehäuse 1 durch die Wirkung des Servosystems
Drehrichtung des Kreiselgehäuses 1 auf. Diese Aus- in einer Linie gehalten, und folglich ist der Tank 2
gangsspannung wird über einen Servoverstärker 30 unter dem Winkel Θ gegen die horizontale Ebene
(der weggelassen werden kann) auf eine Steuerwick- H-H' wie das Kreiselgehäuse 1 geneigt. Nimmt mar
lung des Azimuth-Servomotors 19 gegeben. Die 55 an, daß keine externe Beschleunigung auftritt, danr
Drehung des Servomotors 19 wird über das Ritzel 20, wirkt keine externe Kraft in Richtung der Dreh
das Zahnrad 21 und die Ringe 16 und 12 auf den impulsachse des Kreiselgehäuses 1, so daß das Band;
Tank 2 übertragen, um den Tank 2 so zu steuern, vertikal verläuft. Wenn die Zugkraft des Bandes 3 mi
daß die Winkelabweichung zwischen dem Tank 2 und T bezeichnet wird und das Restgewicht des Kreisel
dem Kreiselgehäuse 1 um die zuvor erwähnte Achse O 60 gehäuses 1 mit Ausnahme seine Auftriebs infolge de
auf Null vermindert wird. In welcher Azimuth- Dämpfungs- und Tragflüssigkeit 7 mit mg bezeichne
Stellung das Kreiselgehäuse 1 sich auch befindet, das wird, dann erzeugt die Zugkraft T des Bandes 3 un
Band 3 wird durch das Servosystem völlig daran ge- den Punkt O1 das folgende Moment M:
hindert, sich zu verdrehen, und jedes externe Stördrehmoment wird von dem Band 3 dem Kreisel um 65 M = Tr sin Θ = mgrsin θ.
die vertikale Achse aufgeprägt. In F i g. 5 ist mit 3-3
hindert, sich zu verdrehen, und jedes externe Stördrehmoment wird von dem Band 3 dem Kreisel um 65 M = Tr sin Θ = mgrsin θ.
die vertikale Achse aufgeprägt. In F i g. 5 ist mit 3-3
ein Fehlerkorrektursignalgenerator bezeichnet, der Dieses Moment wirkt als Drehmoment auf de
eine Spannung entsprechend der Geschwindigkeit Kreisel um seine horizontale Achse (die durch de
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Punkt O1 und senkrecht zu der Zeichenebene ver- gung a E und der Erdbeschleunigung g periodisch
läuft). Hierbei ist r der Abstand zwischen dem schwingen und als Folge hiervon die horizontale
Schwerpunkt O1 des Kreiselgehäuses 1 und dem Ver- Achse WE' ebenfalls wiederholt geneigt wird. Dies
bindungspunkt Q des Bandes 3 mit dem Kreisel- bedeutet, daß, wenn die horizontale Beschleunigung
gehäuse 1, wie in der Figur gezeigt ist. Auch bei die- 5 aH in dem NE-Quadranten in Fig. 9 ist, das mit M1
sem Verfahren kann ein Drehmoment proportional in F i g. 11 bezeichnete Drehmoment auf den Kreisel
der Neigung der Drehimpulsachse bezüglich der hori- wirkt und daß, wenn die Beschleunigung <xH in dem
zontalen Ebene auf den Kreisel um seine horizontale WS-Quadranten liegt, das Drehmoment M2 auf den
Achse in der gleichen Weise wie bei den üblichen Kreisel wirkt. Das Drehmoment Mv wirkt daher in
Kreiselkompassen wirken, so daß ein Kreiselkompaß io einer Periode weiter um die vertikale Achse und ver-
durch Wahl des Abstandes r, der Restmasse mg und ursacht einen Fehler in dem Kreisel (einen Rollbewe-
des Winkeldrehmoments des Kreisels und durch gungsfehler).
Wahl der Periode seiner nordensuchenden Bewegung Die Periode der tatsächlichen Schwingungsbeim
Bereich einiger zehn Minuten bis einhundert und schleunigung nahezu aller existierenden Schiffe beeinigen
zehn Minuten erhalten werden. In der Praxis 15 trägt einige Sekunden bis 20 Sekunden. Das Kreiselbedeutet
dies, daß der Abstand r infolge der Biege- gehäuse 1 und das Band 3 bilden ein einfaches Pendel
festigkeit des Bandes 3 etwas größer als der tatsäch- bezüglich der Nord-Süd-Richtung, das auf diese horiliche
Abstand zwischen O1 und Q wird. zontale Beschleunigung mit einer Periode, die kleiner
Vorstehend wurde die nordensuchende Wirkung als die Periode dieses Pendels ist, nicht ansprechen
des Kreiselkompasses beschrieben, gleichzeitig ist es ao kann. Dabei ist wichtig, daß die Bewegung des Krei-
jedoch erforderlich, daß die oben beschriebene Vor- selgehäuses 1 in der Nord-Süd-Richtung relativ zu
richtung keine Rollbewegungsfehler in Abhängigkeit dem Tank 2 durch den Widerstand infolge der Vis-
von einer periodischen horizontalen Beschleunigung kosität des Dämpfungsöls 7 des Kreiselgehäuses 1
wie einer Rollbewegung, Stampfbewegung oder der- stark gedämpft wird. Es sei angenommen, daß der
gleichen des Schiffes erzeugt, d. h., die Vorrichtung »5 Mittelpunkt der viskosen Kraft auf das Gehäuse 1 mit
muß eine zufriedenstellende sogenannte Abschneid- dem Schwerpunkt O1 zusammenfällt. Daher bewegen
charakteristik (Tiefpaßcharakteristik) haben. sich das Kreiselgehäuse 1 und der Tank 2 im wesent-
Fi g. 8 zeigt den Fall, bei dem die horizontale Be- liehen als einheitliches Gebilde (d. h. O2 und O1 fallen
schleunigung a H auf den Kreisel in seinem einge- zusammen) in Abhängigkeit von der periodischen
schwungenen Zustand einwirkt. Die Innenseite des 3» horizontalen Beschleunigung txN infolge der nor-Tanks
2 ist von der Westseite gesehen. Es sei ange- malerweise üblichen Rollbewegung des Schiffes, und ;
nommen, daß die Drehimpulsachsenlinien A und B der Winkel σ in F i g. 8 ist im wesentlichen Null, so ;
des Kreisels in dem Kreiselgehäuse 1 im wesentlichen daß die Zugkraft T des Bandes 3 kein Moment um j
mit der horizontalen Ebene H-H' und dem Meridian die horizontale Achse O1 ausübt und daher der söge- '■%
in einer Ebene liegen. Die horizontale Beschleunigung 35 nannten Rollbewegungsfehler nicht auftritt. Die Vis- 3|
λ H ist eine Folge der Roll- und/oder Stampfbewe- kosität der Flüssigkeit 7 kann so ausgewählt werden, m
gung des Schiffes od. dgl. Es sei angenommen, daß daß sie im wesentlichen keinen Einfluß auf die Be- H
ihre Bewegung sich in Abhängigkeit von der Zeit schleunigung mit langer Periode wie der norden- f|
sinusförmig ändert. Die Nord-Süd- und Ost-West- suchenden Periode (z. B. etwa 84 Minuten) des Krei- S
Komponenten der horizontalen Beschleunigung u// 40 selkompasses usw. hat und der nordensuchende Vor- ]i
werden mit aN und \E bezeichnet, wie in Fi g. 9 ge- gang nicht gestört wird. ΐ
zeigt ist. Wenn die horizontale Beschleunigung λ H Es wird nun eine Dämpfungsvorrichtung des Kreisich
in sehr langen Perioden im Falle der Fig. 8 an- selkompasses beschrieben. Das Prinzip der Dämpdert,
folgt der Kreiselkompaß 1 genau der Nord-Süd- fungsvorrichtung beruht darauf, daß das der Neigung
Beschleunigung λ N, und der Winkel £ zwischen dem 45 der Drehimpulsachse des Kreisels gegen die horizon-Band
3 und der vertikalen Linie V-V ändert sich in tale Ebene proportionale Drehmoment um die vertidem
Tank 2 sinusförmig so, daß er stets mit dem kale Achse des Kreisels wirkt. Dieses Prinzip wurde
Winkel y zwischen der Nord-Süd-Beschleunigungs- bereits in vielen üblichen Kreiselkompassen ange- t
komponente α N und der Erdbeschleunigung g über- wandt. Wenn die Drehimpulsachse des Kreiselkomeinstimmt.
Auch in diesem Falle übt die Zugkraft T 5° passes der F i g. 1 bis 7 unter einem Winkel Θ gegen
des Bandes 3 ein Drehmoment die horizontale Ebene H-H' geneigt wird, wird auch
α ^ der Tank 2 auf Grund der Wirkung des horizontalen
M(M = Tr sin σ = Tr sin ψ = mgr = mr<xN) Nachführungssystem um den Winkel Θ wie das
S Kreiselgehäuse 1 geneigt, und das Kreiselgehäuse 1
auf den Kreisel um seine horizontale Achse aus (die 55 bewegt sich um O2- O1 = ξ in Richtung von B', und
durch den Punkt O1 und senkrecht zu der Zeichen- das Band 3 stimmt mit der Vertikalen überein, und
ebene verläuft). Dies verursacht jedoch keinen Fehler das Kreiselgehäuse 1 steht dann still. Das heißt, daß
des Kreisels, da die Beschleunigung κ N sich nur der Neigungswinkel Θ des Kreisels und die Größe der
periodisch mit der Zeit ändert. Bewegung ξ des Kreiselgehäuses 1 in Richtung der
Fig. 10 zeigt den Kreisel von der Südseite gesehen 60 Drehimpulse relativ zu dem Tank2 einander völlig
und unter dem Einfluß der horizontalen Beschleuni- proportional sind. Daher kann eine gewünschte
gung <x H. Der Tank 2 ist als Schwerependel ausgebil- Dämpfungswirkung durch elektrische Ermittlung der
det, das an seinem unteren Teil um die Kardanwellen Größe der Bewegung ξ erhalten werden, indem man
14 und 14' in F i g. 1 schwerer ist. Die Periode dieses die Nachführungsstellung des vertikalen Nachfüh-Pendels
beträgt üblicherweise ein bis zwei Sekunden 65 rungssystems entsprechend der ermittelten Größe vor-
und ist viel kürzer als die Rollbewegun<;speriode des spannt und das Band 3 verdreht.
Schiffes, so daß das Band 3 und der Tank 2 in der Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, resultierenden Richtung der Ost-West-Beschleuni- bei der das obige Prinzip auf das Beispiel der Fi g. 5
Schiffes, so daß das Band 3 und der Tank 2 in der Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, resultierenden Richtung der Ost-West-Beschleuni- bei der das obige Prinzip auf das Beispiel der Fi g. 5
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angewandt ist. Bei dieser Ausführungsform sind zwei wählt wird als die der Westseitenspulen SNW und
Spulen 14-2 und 14-3 an den Nord- und Südseiten 5SW. Selbst wenn die Anzahl der Windungen der
der Sekundärspulen SiV und 55 des Winkelabgriffs 6 Ost- und Westseitenspulen voneinander verschieden
derart vorgesehen, daß die Spulenkörper der Spulen sind, wie oben erwähnt wurde, sind die Spulen beider
14-2 und 14-3 parallel zu den beiden Spulenpaaren 5 Seiten jeweils gegeneinandergeschaltet. Dies bedeutet,
SNE, SNW und SSE, SSW Hegen. Die Spulen 14-2 daß die Spulen SSE und SNE bzw. die Spulen SSW
und 14-3 sind gegeneinandergeschaltet, und ihre Aus- und SNW gegeneinandergeschaltet und dann die
gangsenden 14-1 sind an die Signalanschlüsse 3-2 des Ost- und Westseitenspulen gegeneinandergeschaltet
vertikalen Nachführungssystems und dann über den sind. Wenn die Spalte zwischen den Primär- und Se-Servoverstärker
30 an die Steuerwicklung des Azi- io kundärspulen des Nord-Süd-Winkelabgriffs an den
muth-Servomotors 19 angeschlossen. In diesem Falle Nord- und Südseiten gleich sind, ist die Nachfüherzeugt
das vertikale Nachführungssystem einen rungsstellung in diesem Falle exakt die gleiche wie
Servofehler entsprechend einer Signalspannung zwi- die, wenn die Anzahl der Windungen der Spulen einschen
den Anschlüssen 14-1, die proportional ξ ist ander gleich sind, und keine Spannung wird zwischen
und damit eine Azimuth-Winkelverstellung zwischen 15 den Ausgangsanschlüssen 16-1 erzeugt, solange die
dem Tank 2 und dem Kreiselgehäuse 1 entsprechend Drehimpulsachse des Kreiselgehäuses 1 und eine die
dem Signal zwischen den Anschlüssen 14-1. Dadurch Mittelpunkte der Sekundärspulen verbindende Linie
wird das Band 3 proportional ξ verdreht, und da diese parallel zueinander sind. Wenn die Spalte zwischen
Verdrehung proportional ξ ist, ist sie proportional den Primär- und Sekundärspulen an den Nord- und
dem Neigungswinkel β der Kreiseldrehimpulsachse, *o Südseiten verschieden sind, d. h. zum Beispiel, wenn
und es ist damit möglich, eine Dämpfungswirkung die Südseite abgesenkt wird und der Kreiselkompaß 1
auf den Kreisel auszuüben. sich um ξ in der Südrichtung relativ zu dem Tank 2
Fig. 13 zeigt eine weitere Ausführungsform der bewegt, ist der Spalt zwischen den Spulen an der Süd-Dämpfungsvorrichtung
der Erfindung, bei der zusatz- seite kleiner als der an der Nordseite, und die in den
lieh zu den Primärspulen 4 N und 45 des Winkel- »5 Spulen der Südseite induzierte Spannung steigt im
abgriffs 6 ein weiteres Paar Primärspulen 4£ und 4 W Vergleich zu der der Nordseite an. Da die Anzahl der
an den Ost- und West-Seiten des Kreiselgehäuses 1 Windungen der Spulen der Westseite größer ist als die
vorgesehen ist. Weitere Sekundärspulen5EN, SES der Spulen an der Ostseite, wird das Ausgangssignal
und SWN, S WS sind an dem Tank 2 an Stellen ent- der Westseitenspulen SNW und 5SW größer als das
sprechend den Primärspulen 4 E und 4 W angeordnet. 30 der Ostseitenspulen, und schließlich wird die Rich-Die
Spulen 5 EN und 5 £5 an der Ostseite und SWN tung, in der die elektromagnetische Kopplung zwi-
und 5WS an der Westseite sind jeweils gegenein- sehen der Spule 5 SW des größten Ausgangssignals
andergeschaltet. Wenn sich daher das Kreisel- und der Primärspule 4 S abgeschwächt wird, d. h. eine
gehäuse 1 um die vertikale Achse relativ zu dem Stellung, in der der Tank 2 nach oben (nach rechts)
Tank 2 dreht, wird ein Spannungssignal an den Aus- 35 um einen bestimmten Winkel relativ zu dem Kreiselgangsanschlüssen
15-1 der obenerwähnten Spulen er- gehäuse 1 abgelenkt wird, ein neuer Nachführungszeugt,
und das Spannungssignal wird auf die Steuer- punkt. Dieses Verfahren bewirkt ebenfalls die Dämpwicklung
des vertikalen Nachführungsservomotors 19 fung wie bei den vorherigen beiden Beispielen. Bei
über den Verstärker 30 gegeben, wodurch das verti- den vorherigen Beispielen werden die Servoverstärker
kale Nachführungssystem gebildet wird. Spannungen 40 30 und 31 verwendet, wenn jedoch das Ausgangsinfolge
des Momentes des Kreiselkompasses 1 in der signal des Winkelabgriffs 6 ausreichend groß ist und
Nord-Süd-Richtung relativ zum Tank 2 werden an das Übersetzungsverhältnis groß ist und der Motor
den Ausgangsanschlüssen der Ostseitenspulen 5EN klein sein kann, sind die Verstärker 30 und 31 nicht
und 5ES und der Westseitenspulen 5 WN und 5 WS immer erforderlich, und der Winkelabgriff 6 kann den
erzeugt, so daß, wenn die Spannungen der Spulen 45 Motor in bestimmten Fällen direkt steuern.
5WS und 5WN verwendet werden, eine Spannung Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform der entsprechend ξ in F i g. 7 (d. h. entsprechend dem Dämpfungsvorrichtung der Erfindung. Bei diesem Neigungswinkel θ des Kreisels) zwischen den Enden Beispiel sind selbstleuchtende Elemente 4Nl, 4SI, 15-3 des Spannungsteilers 15-2 erzeugt wird. Durch 4 E1 und 4 W1 wie Lumineszenz-Dioden oder der-Anlegen dieser Spannung über den Spannungsteiler 50 gleichen an den Ost-, West-, Nord- und Südseiten des 15-2 an den zuvor erwähnten Ausgangsanschluß 15-1 Kreiselgehäuses an Stelle der vorherigen Primärspulen zur Steuerung des Servomotors 19 über den Verstär- 4 N, 45, 4 E und AW vorgesehen, und Etnpfangseleker30 wird das Band3 entsprechend ξ verdreht, um mente5ATLl, SNUl, 5SLl und 5SUl sind an dem die Dämpfungswirkung hervorzurufen. Selbstver- Tank 2 an den lichtgebenden Elementen entsprechenständlich ist es auch möglich, daß ein Spannungsignal 55 den Stellen in einer vertikalen Richtung und weitere durch Addieren der erzeugten Spannungen der Spulen Lichtempfangselemente 5 ENl, 5ESl und 5WWl 5 WN und 5 WS und der Spulen 5 EN und 5 ES mittels sind in einer horizontalen Richtung angeordnet. In eines Funktionsverstärkers, eines Transformators od. diesem Falle sind die Lichtempfangselemente 5 SLl, dgl. erzeugt und zu dem Eingangssignal des Ver- 6SUl und 5NLl, 5NUl gegeneinandergeschaltet, stärkers nach Einstellung durch einen Spannungsteiler 60 und ihre Ausgangssignale 17-5 und 17-6 werden mit od. dgl. je nach Erfordernis addiert wird, wie später einem Funktionsverstärker 17-9 subtrahiert, dessen an Hand der Fig. 15 beschrieben wird. Dieses Ver- Ausgangssignal über einen Verstärker 31 auf die fahren hat eine höhere Genauigkeit. Steuerwicklung des horizontalen Nachführungsservo-
5WS und 5WN verwendet werden, eine Spannung Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform der entsprechend ξ in F i g. 7 (d. h. entsprechend dem Dämpfungsvorrichtung der Erfindung. Bei diesem Neigungswinkel θ des Kreisels) zwischen den Enden Beispiel sind selbstleuchtende Elemente 4Nl, 4SI, 15-3 des Spannungsteilers 15-2 erzeugt wird. Durch 4 E1 und 4 W1 wie Lumineszenz-Dioden oder der-Anlegen dieser Spannung über den Spannungsteiler 50 gleichen an den Ost-, West-, Nord- und Südseiten des 15-2 an den zuvor erwähnten Ausgangsanschluß 15-1 Kreiselgehäuses an Stelle der vorherigen Primärspulen zur Steuerung des Servomotors 19 über den Verstär- 4 N, 45, 4 E und AW vorgesehen, und Etnpfangseleker30 wird das Band3 entsprechend ξ verdreht, um mente5ATLl, SNUl, 5SLl und 5SUl sind an dem die Dämpfungswirkung hervorzurufen. Selbstver- Tank 2 an den lichtgebenden Elementen entsprechenständlich ist es auch möglich, daß ein Spannungsignal 55 den Stellen in einer vertikalen Richtung und weitere durch Addieren der erzeugten Spannungen der Spulen Lichtempfangselemente 5 ENl, 5ESl und 5WWl 5 WN und 5 WS und der Spulen 5 EN und 5 ES mittels sind in einer horizontalen Richtung angeordnet. In eines Funktionsverstärkers, eines Transformators od. diesem Falle sind die Lichtempfangselemente 5 SLl, dgl. erzeugt und zu dem Eingangssignal des Ver- 6SUl und 5NLl, 5NUl gegeneinandergeschaltet, stärkers nach Einstellung durch einen Spannungsteiler 60 und ihre Ausgangssignale 17-5 und 17-6 werden mit od. dgl. je nach Erfordernis addiert wird, wie später einem Funktionsverstärker 17-9 subtrahiert, dessen an Hand der Fig. 15 beschrieben wird. Dieses Ver- Ausgangssignal über einen Verstärker 31 auf die fahren hat eine höhere Genauigkeit. Steuerwicklung des horizontalen Nachführungsservo-
Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der motors 10 gegeben wird. Hierdurch erreicht man eine
Dämpfungsvorrichtung der Erfindung, bei der die 65 horizontale Nachführung. Außerdem entsprechen die
Anzahl der Windungen z. B. der Ostseitenspulen 5NE Ausgangssignale 17-7 und 17-8 der gegeneinander-
und 5ES und der Westseitenspulen 5WN und 5 WS geschalteten Lichtempfangselemente 5ESl, SENl
vertikale) Nachführung in Fig. 4 z.B. kleiner ge- und 5WSl, 5WNl der Bewegung der Ost- und West-
11 12
enden des Kreiselgehäuses 1 in der Nord-Süd-Rich- spiel der Fig. 16 besteht das Aufhängeband aus
tung, so daß, wenn die Ausgangssignale auf einen einem oberen Aufhängeband 3-1 a, zwei unteren Auf-Komparator
17-1 gegeben werden, sein Ausgangs- hängebändern3-2a und einem Aufhängestab 3-3 a
signal ein Hauptvertikalnachführungssignal wird. zur Verbindung der Bänder 3-1 α und 3-2 α. Das obere
Wenn das Ausgangssignal 17-7 auf einen Addierer 5 Ende des oberen Bandes 3-1 α ist an einem Rahmen
17-3 zusammen mit dem Ausgangssignal 17-8 gegeben 2 b an dem Deckel 2 α des Tanks 2 und das untere
wird, nachdem die Polarität des ersteren umgekehrt Ende ist an dem Stab 3-3α im wesentlichen an dessen
wurde, entspricht das Ausgangssignal des Addierers Mitte befestigt. Die oberen Enden der Bänder 3-2 a
17-3 der Größe der Bewegung ξ des Kreiselgehäuses 1 sind mit den beiden Enden des Stabes 3-3 β und ihre
in der Nord-Süd-Richtung relativ zu dem Tank 2. Das io unteren Enden sind mit Befestigungseinrichtungen
Ausgangssignal des Addierers 17-3 wird daher über 3-4 an Stellen Q1 an der Umfangsfläche des Kreiseleinen
Spannungsteiler 17-4 zu dem Ausgangssignal gehäuses 1 befestigt. Es ist auch möglich, daß die
des Komparators 17-1 addiert, und das addierte Aus- Befestigungseinrichtungen 3-4 weggelassen werden
gangssignal wird über den Verstärker 30 auf die und die unteren Enden der Drähte 3-2 α direkt an
Steuerwicklung des Azimuth-Servomotors 19 gegeben, 15 dem Kreiselgehäuse 1 befestigt werden,
durch den das Band 3 entsprechend der Neigung des Bei Verwendung eines einzigen Aufhängebandes, Kreisels relativ zu der horizontalen Ebene verdreht wie zuvor an Hand der F i g. 1 bis 7 beschrieben wird, um ein Drehmoment auf den Kreisel und seine wurde, kann der vertikale Abstand zwischen dem vertikale Achse auszuüben und so die Dämpfung der Verbindungspunkt des Bandes mit dem Kreiselgenordensuchenden Wirkung des Kreisels zu bewirken, ao häuse und dem Schwerpunkt des Kreiselgehäuses
durch den das Band 3 entsprechend der Neigung des Bei Verwendung eines einzigen Aufhängebandes, Kreisels relativ zu der horizontalen Ebene verdreht wie zuvor an Hand der F i g. 1 bis 7 beschrieben wird, um ein Drehmoment auf den Kreisel und seine wurde, kann der vertikale Abstand zwischen dem vertikale Achse auszuüben und so die Dämpfung der Verbindungspunkt des Bandes mit dem Kreiselgenordensuchenden Wirkung des Kreisels zu bewirken, ao häuse und dem Schwerpunkt des Kreiselgehäuses
Im folgenden wird eine Abwandlung des in den üblicherweise nicht kleiner als der Radius des Kreisel-F
i g. 1 bis 3 verwendeten Aufhängebandes beschrie- gehäuses gewählt werden, wenn man dem Kreiselben.
Im Falle der zuvor an Hand der F i g. 1 beschrie- gehäuse nicht eine besondere Form gibt. Wenn
benen Vorrichtung wird, wenn die Drehimpulsachse das Band jedoch in obere und untere Teile unterteilt
des Kreiselrotors geneigt ist, ein Rückstelldrehmo- 35 ist, wie oben beschrieben wurde, ist der Wahl der
ment durch die Schwerkraft erzeugt, das proportional Verbindungspunkte des Kreiselgehäuses 1 mit den
der effektiven Masse entsprechend der Differenz zwi- unteren Bändern 3-2 α keine Grenze gesetzt, und der
sehen der Gesamtmasse des Kreiselgehäuses 1 und Abstand rt zwischen dem Schwerpunkt Q1 und dem
dem Gesamtauftrieb des Kreiselgehäuses 1 durch das Punkt Q1 des Kreiselgehäuses 1 kann wie gewünscht
Dämpfungsöl 7, der Länge r des Arms, d. h. dem Ab- 30 gewählt werden, so daß der Kreiselkompaß leicht nur
stand zwischen dem Schwerpunkt Ox und dem Ver- durch Änderung der Länge des Arms T1 geändert
bindungspunkt; des Bandes 3 mit dem Kreiselge- werden kann. Da es ausreicht, nur das Kreiselgehäuse
1 in F i g. 7 und dem zuvor erwähnten Nei- häuse 1 flüssigkeitsdicht zu machen, kann das Kreiselgungswinkel
ist, und das Rückstelldrehmoment wirkt gehäuse 1 mit minimalem Volumen konstruiert werauf
den Kreisel. Die Achse des Kreisels, auf die die- 35 den, und dies trägt wesentlich zur Verminderung der
ses Rückstelldrehmoment wirkt, verläuft senkrecht zu Größe bei.
der Ebene, in der die Drehimpulsachse und die Bei dem obigen Beispiel können die Bänder 3-1 a
Schwerkraftlinie liegen, wie zuvor an Hand der und 3-2 α aus Metalldraht hergestellt sein, sie können
F i g. 7 beschrieben wurde. Um das Rückstellmoment jedoch auch aus einem Bündel mehrerer Metalldrähte
dem für den nordensuchenden Vorgang des Kreisel- 40 hergestellt sein, und es können außerdem auch streikompasses
notwendigen Drehmoment gleichzu- fenartige Teile verwendet werden,
machen, ist es notwendig, die effektive Masse des Die Fig. 17A und 17B sind vergrößerte Front-Kreiselkompasses durch Einstellung seines Auftriebs und Seitenansichten, aus denen die Konstruktion des geeignet auszuwählen, da die Langer des Arms im Aufhängestabs3-3ο hervorgeht. Der Stab besteht aus wesentlichen gleich dem Radius des Kreiselgehäuses 1 45 einem eigentlichen Stab α und einer daran z. B. mitist. Dies ist jedoch unzweckmäßig, und eine Erhöhung tels Schrauben c befestigten Plattfeder b. Die beiden des Auftriebs führt außerdem allgemein zu einem unteren Bänder 3-2« sind z. B. durch Muttern an großen Platzbedarf des Kreiselgehäuses 1 und zu ihren oberen Enden an den beiden Enden der Platteiner Erhöhung der Herstellungskosten. feder b befestigt.
machen, ist es notwendig, die effektive Masse des Die Fig. 17A und 17B sind vergrößerte Front-Kreiselkompasses durch Einstellung seines Auftriebs und Seitenansichten, aus denen die Konstruktion des geeignet auszuwählen, da die Langer des Arms im Aufhängestabs3-3ο hervorgeht. Der Stab besteht aus wesentlichen gleich dem Radius des Kreiselgehäuses 1 45 einem eigentlichen Stab α und einer daran z. B. mitist. Dies ist jedoch unzweckmäßig, und eine Erhöhung tels Schrauben c befestigten Plattfeder b. Die beiden des Auftriebs führt außerdem allgemein zu einem unteren Bänder 3-2« sind z. B. durch Muttern an großen Platzbedarf des Kreiselgehäuses 1 und zu ihren oberen Enden an den beiden Enden der Platteiner Erhöhung der Herstellungskosten. feder b befestigt.
F i g. 16 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, 50 F i g. 18 zeigt nur die Feder b, die in F i g. 17 B ge-
die eine Kreiselgehäusevorrichtung verwendet, die frei zeigt ist. Die Feder b ist so geformt, daß in ihrem
von den obenerwähnten Nachteilen ist. Bei dieser freien Zustand der zentrale Teil flach und die beiden
Vorrichtung können die Masse des Kreiselgehäuses Enden in der durch unterbrochene Linien in dei
und der darauf wirkende Auftrieb frei gewählt werden, Figur gezeigten Weise gebogen sind. Wenn daher die
und durch Bestimmung der Länge r des Arms in 55 Feder b mit dem eigentlichen Stab α verbunden wird,
Übereinstimmung hiermit kann das Drehmoment, das wird auf die gebogenen Enden zuvor eine nach unten
den Erfordernissen vieler Kreiselkompasse genügt, gerichtete Kraft S ausgeübt. Die Kraft S wird größei
leicht erhalten werden. als die Zugkraft gewählt, die durch die Beschleuni-
An Hand der Fig. 16 wird die obenerwähnte gung verursacht wird, die bei der normalen Naviga-
Ausführungiform der Kreiseltragvorrichtung im fol- 60 tion auftritt, und der eigentliche Stab α und die Platt-
genden beschrieben. In dieser Figur ist mit 1 ein feder ft wirken als einheitlicher Körper. Wenn die
Kreiselgehäuse bezeichnet, das einen Kreiselrotor Γ Bänder 3-1 α, 3-2α einer solch großen Beschleunigung
aufnimmt, der sich mit hoher Geschwindigkeit wie bei unterworfen werden, daß sie brechen, dient dei
den vorherigen Beispielen dreht, und mit 2 ist ein Stab ft als Feder, um den Bruch der Bänder 3-1 α,
Tank bezeichnet, der bei diesem Beispiel z.B. aus 65 3-2 α zu verhindern.
drei Tankteilen besteht Der Raum zwischen dem Bei dem obigen Beispiel wird eine Feder verwen-
Tank 2 und dem Kreiselgehäuse 1 ist mit Flüssigkeit 7 det, an der eine Kraft angreift, der Stab 3-3 α kann
gefüllt, wie zuvor beschrieben wurde. Bei dem Bei- jedoch selbst als Feder ausgebildet werden, und auch
Ϊ3
ία diesem Falle wird der zuvor erwähnte Zweck in gleicher Weise erreicht.
Fig. 19 und 20 zeigen Beispiele der Erfindung, die
alle vorstehend beschriebenen Techniken vereinigen. In den Figuren bezeichnen die gleichen Bezugsziffem
wie in den Fig. 1 und 16 die gleichen Bauteile. In
Fig. 16 ist das obere Ende des Aufhängebandes 3-1 α
direkt mit dem Tank 2 verbunden, während :n Fi g. 19 das Aufhängeband 3-1 α an einem Aufhängeteil
2-d befestigt ist, das an dem Tank 2 befestigt ist. In Fig. 2 ist mit 26a ein Schleifring, mit 31a ein
äußeres Gehäuse und mit 32 und 33 a Flüssigkeitsniveaus zur Ermittlung der Horizonte des horizontalen
Rings 12 und des Tanks 2 bezeichnet.
Hierzu 14 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Kreiselkompaß, bestehend aus einem Kreisel- Ausgangssignalen des Winkelabgriffs gesteuerten
gehäuse, in dem ein Rotor mit horizontaler Dreh- 5 Servoeinrichtungen zum Nachführen des Tanks um
ünpulsachse gelagert ist, einem das Kreiselgehäuse die horizontale und vertikale Achse, ferner einer
umgebenden Tank, der eine Trag- und Dämp- Dämpfungsvorrichtung zur Erzeugung eines Dämpfungsflüssigkeit
enthält, einer Trageirmchtung zur fungsmoments um die vertikale Achse in Abhängig-Aufhängung
des Kreiselgehäuses im Tank und keit von der Elevation.
einer kardanischen Aufhängung des Tanks im io Aus der US-PS 2 677 194 ist ein Kreiselkompaß
Kompaßgehäuse, einem Winkelabgriff zwischen bekannt, bestehend aus einem Kreiselgehäuse mit
dem Kreiselgehäuse und dem Tank, der die EIe- einem schweregefesselten Kreisel, dessen Drehimpulsvations-
und Azimutauslenkungen der Dreh- achse im wesentlichen horizontal gehalten wird, einem
impulsachse gegenüber dem Tank abgreift, und das Kreiselgehäuse umgebenden Tank, der eine Tragentsprechend
den Ausgangssignalen des Winkel- 15 und Dämpfungsflüssigkeit enthält, einer ersten Tragabgriffs
gesteuerten Servoeinrichtungen zum Nach- einrichtung, um das Kreiselgehäuse in dem Tank zu
führen des Tanks um die horizontale und verti- halten, einer zweiten Trageinrichtung, um den Tank
kale Achse, ferner einer Dämpfungsvorrichtung kardanisch mit drei Freiheitsgraden zu halten, und
tür Erzeugung eines Dämpfungsmoments um die einer Servoeinrichtung mit Winkelabgriffen zwischen
Vertikale Achse in Abhängigkeit von der Eleva- ao dem Tank und dem Kreiselgehäuse, um den Tank um
tion, dadurch gekennzeichnet, daß die seine vertikale Achse dem Kreiselgehäuse nachzu-Trageinrichtung
aus einem zwischen der Oberseite führen. Um bei dem derartigen Kreisel den Auswirtfes
Tanks (2) und dem Kreiselgehäuse (1) ange- kungen von Elevationsauslenkungen entgegenzuwirprdneten
Band (3, 3-1 α, 3-2 α, 3-3 ο) besteht, so ken, ist es notwendig, einen Beschleunigungsmesser
«laß das Kreiselgehäuse als Schwerependel aufge- as vorzusehen, um z. B. die infolge der Roll- und
hängt ist, und daß ein Abgriff (6) zwischen Krei- Stampfbewegungen eines Schiffes einwirkenden Betelgehäuse
und Tank zur Messung der Abstands- schleunigungen zu messen und mittels einer entspre-Knderung
zwischen dem Kreiselgehäuse und dem chenden Dämpfungsvorrichtung ein Dämpfungsmo-Tank
in Richtung der Drehimpulsachse als Maß ment zu erzeugen. Derartige Beschleunigungsmesser
tür die Elevation und zur Erzeugung eines Dämp- 30 verteuern jedoch den Kreiselkompaß erheblich,
fungsmoments um die vertikale Achse vorge- Aus der DT-OS 1 941 809 ist ein Meridian-Kreisel-
iehen ist. gerät mit einem an einem Band aufgehängten Kreisel
2. Kreiselkompaß nach Anspruch 1, dadurch und einer Dämpfungsvorrichtung zur Dämpfung von
gekennzeichnet, daß die Trageinrichtung aus Azimutschwingungen des Kreisels bekannt. Von
einem Stab (3-3 β) besteht, der mittels Bändern 35 außen einwirkende Störungen können bei einem der-(3-2
α) an seinen Enden das Kreiselgehäuse (1) artigen Gerät nicht auftreten, da es erdfest angeord-
»rägt und der mittels eines in seiner Mitte be- net ist.
festigten Bandes (3-1 α) an dem Tank (2) aufge- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
hängt ist. Kreiselkompaß zu schaffen, der keinen besonderen
3. Kreiselkompaß nach Anspruch 2, dadurch 40 Beschleunigungsmesser aufweist und bei dem Servo-Igekennzeichnei,
daß an dem Stab (3-3 α) eine vor- fehler infolge von Fahrzeugbewegungen keinen direkgespannte
Plattfeder befestigt ist. ten Einfluß auf den Kreisel haben.
4. Kreiselkompaß nach einem der Ansprüche 1 Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung
Ibis 3, gekennzeichnet durch einen Ost-West- dadurch, daß die Trageinrichtung aus einem zwischen
Winkelabgriff mit induktiver Kopplung zwischen 45 der Oberseite des Tanks und dem Kreiselgehäuse an-Kreiselgehäuse
(1) und Tank (2), bestehend aus geordneten Band besteht, so daß das Kreiselgehäuse
Primärspulen (4 N, 45) an der Nord- bzw. Süd- als Schwerependel aufgehängt ist, und daß ein Abgrifl
seite des Kreiselgehäuses und Sekundärspulen zwischen Kreiselgehäuse und Tank zur Messung dei
(SiVE, SNW, SSE, SSW) an der Ost- bzw. West- Abstandsänderung zwischen dem Kreiselgehäuse unc
seite des Tanks (2), von denen diejenigen auf der 50 dem Tank in Richtung der Drehimpulsachse als MaC
Ostseite eine andere Windungszahl als diejenigen für die Elevation und zur Erzeugung eines Dämp·
auf der Westseite haben, und dadurch, daß der fungsmoments um die vertikale Achse vorgesehen ist
Nordseite bzw./und auf der Südseite gegenein- Bei dem erfindungsgemäßen Kreisel ist somit eint
andergeschaltet und mit der Azimutnachführungs- an sich bekannte Bandaufhängung des Kreiselgehäu·
einrichtung verbunden sind. 55 ses und ein Abgriff zur Bestimmung der Abstandsänderung
zwischen dem Kreiselgehäuse und den Tank in Richtung der Drehimpulsachse als Maß fü:
die Elevation und zur Erzeugung eines Dämpfungs
moments um die Vertikalachse vorgesehen. Dies« 60 Ausbildung ermöglicht es in einfacher Weise, Stör
Die Erfindung betrifft einen Kreiselkompaß, be- einwirkungen infolge von Fahrzeugbewegungen zt
stehend aus einem Kreiselgehäuse, in dem ein Rotor unterdrücken und dabei auf die Verwendung eine
mit horizontaler Drehimpulsachse gelagert ist, einem teueren Beschleunigungsmessers zu verzichten,
das Kreiselgehäuse umgebenden Tank, der eine Trag- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach
und Dämpfungsflüssigkeit enthält, einer Trageinrich- 65 stehend an Hand der Fig. 1 bis 20 erläutert. Eszeigei
tung zur Aufhängung des Kreiselgehäuses im Tank F i g. 1 bis 3 perspektivische Darstellungen voi
und einer kardanischen Aufhängung des Tanks im Kreiselkompassen gemäß der Erfindung,
Kompaßgehäuse, einem Winkelabgriff zwischen dem F i g. 4 bis 6 schematische Diagramme zur Erläute
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |