DE2541228B2 - Magnet compass arrangement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnet-Kompaßanordnung mit zwei doppelt gelagerten Kompaßrosen mit jeweils einem Winkelabgriff und einer gemeinsamen Anzeigeeinrichtung für die von den Winkelabgriffen erzeugten Signale.The invention relates to a magnetic compass arrangement with two double-bearing compass roses each an angle tap and a common display device for the angle taps generated signals.

Eine derartige Magnet-Kompaßanordnung ist aus der US 31 08 263 bekannt. Diese Anordnung ist mit zwei Kompaßrosen versehen, deren Anzeige mittels einer elektrischen Erfassungseinrichtung aufgenommen und einer Differentialschaltung zugeführt wird, welche Abweichungen zwischen den beiden von den Kompaßrosen angezeigten Richtungen entdeckt und meldet. Dadurch kann ein Versagen einer der beiden Kompaßrosen bzw. eine fehlerhafte Anzeige entdeckt werden, so daß durch die Anzeigefehler entstehende Irrtümer in Richtung und Peilung vermieden werden können.Such a magnetic compass arrangement is known from US 31 08 263. This arrangement is with two Compass roses provided, their display recorded by means of an electrical detection device and is fed to a differential circuit, which deviations between the two of the compass roses directions indicated and reports. This can cause one of the two compass roses to fail or a faulty display can be discovered, so that errors in Direction and bearing can be avoided.

Ein weiteres, in der US 22 36 543 beschriebenes Magnet-Kompaßsystem dient dazu, eine Fernanzeige für die Richtungswerte von Kompaßrosen zu schaffen. Dabei werden zwei Kompaßrosen mit optischen Anzeigen verschiedener Steilheit ausgerüstet und die beiden optischen Signale, übersetzt in analoge elektrische Signale, an zwei Meßinstrumenten angezeigt. Es ergibt sich damit eine Grob- und eine Feinanzeige.Another magnetic compass system described in US Pat. No. 2,236,543 is used to provide a remote display for the direction values of compass roses. There are two compass roses with optical Displays of different steepness equipped and the two optical signals, translated into analog electrical Signals displayed on two measuring instruments. This results in a coarse and a fine display.

Kompaßrosen von Magnetkompassen, die durch zweifache Lagerung eine Drehung nur in einer durch die Lagerung vorgeschriebenen Ebene ausführen können, sind zwangsläufig dann mit einem Anzeigefehler behaftet, wenn die Richtung des Magnetfeldes einen Winkel gegenüber der Ebene der Kompaßrose einschließt. Ändert sich durch eine Kippung der Kompaßebene der Winkel zwischen dieser Ebene und der Magnetfeldrichtung, so ändert sich auch die Anzeigerichtung des Kompaßgerätes,, ohne daß eine Richtungsänderung des die Kompaßrichtung tragenden Teiles oder Fahrzeuges die Ursache zu sein braucht. Auf diese Weise können bei Kippbewegungen des den Kompaß tragenden Fahrzeuges Fehlweisungen verschiedener Größen hervorgerufen werden.Compass roses of magnetic compasses which, due to the double bearing, allow a rotation only in one through the Storage at the prescribed level will inevitably result in a display error afflicted when the direction of the magnetic field includes an angle with respect to the plane of the compass rose. If tilting the compass plane changes the angle between this plane and the Magnetic field direction, the display direction of the compass device also changes without any change in direction of the part or vehicle bearing the compass direction must be the cause. To this In the event of tilting movements of the vehicle carrying the compass, various misdirections can occur Sizes are caused.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung aus doppelt gelagerten Magnetkompassen zu schaffen, bei der die von der Neigung der Kompaßebene gegenüber dem Magnetfeld herrührenden Anzeigefehler ausgeschaltet oder wenigstens weitgehend vermindert werden.The invention is therefore based on the object of an arrangement of double-bearing magnetic compasses to create, in which the result of the inclination of the compass plane in relation to the magnetic field Display errors are switched off or at least largely reduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Magnet-Κυην s paßanordnung, die nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs I ausgestaltet ist.This object is achieved by a magnetic Κυην s fitting arrangement, which according to the characterizing features of claim I is designed.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird also eine Kompaßrose der gleichen Kippung ausgesetzt, die der Kompaßrosen-Träger, also beispielsweise einWith the arrangement according to the invention, a compass rose is exposed to the same tilt that the compass rose carrier, for example a

ίο Fahrzeug oder ein mit diesem fest verbundenes Teil, erfährt, während eine zweite Kompaßrose in entgegengesetzter Richtung gekippt wird. Die dadurch hervorgerufenen Fehlanzeigen der beiden Kompaßrosen werden durch Mittelwertbildung aufgehoben und auf diesem Wege wird eine weitgehend von Kippwinkelfehlern befreite Kompaßanzeige erhalten.ίο vehicle or a part permanently connected to it, learns while a second compass rose is tilted in the opposite direction. The resulting Incorrect displays of the two compass roses are canceled by averaging and on this Paths, a compass display that is largely free of tilt angle errors is obtained.

Eine besonders einfache Ausführung für eine derartige Einrichtung zur Erzielung entgegengesetzt gerichteter Kippungen ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekennzeichnet.A particularly simple design for such a device to achieve the opposite directed tilting is characterized by the features of claim 2.

Die Erfindung ist vorzugsweise zum Gebrauch in Straßenfahrzeugen bestimmt, ist aber in gleicher Weise auch bei anderen Fahrzeugarten anwendbar. Bei Straßenfahrzeugen kann eine nennenswerte Kippung durch gewölbte Straßenoberflächen und durch die Bewegung der Fahrzeugaufhängung bei Kurvenfahrten hervorgerufen werden.The invention is preferably intended for use in road vehicles, but is equally applicable also applicable to other types of vehicles. Significant tilting can occur in road vehicles due to curved road surfaces and the movement of the vehicle suspension when cornering be evoked.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigtThe invention is explained in more detail below, for example with reference to the drawing. In this shows

F i g. I einen Magnetkompaß mit doppelt gelagerter Kompaßrose und einem optischen Winkelabgriff zum Abtasten der von der Kompaßrose angezeigten Richtung,F i g. I a magnetic compass with a double-bearing compass rose and an optical angle pick-up for the Scanning the direction indicated by the compass rose,

F i g. 2 in vereinfachter, schematischer Darstellung eine Magnetkompaß-Anordnung gemäß der Erfindung, Fig.3 eine detaillierte Seitenansicht der Anordnung nach F i g. 2 undF i g. 2 in a simplified, schematic representation a magnetic compass arrangement according to the invention, 3 shows a detailed side view of the arrangement according to FIG. 2 and

Fig.4 eine Weiterbildung der Erfindung mit einer Kardanaufhängung.4 shows a development of the invention with a Cardan suspension.

In der F i g. 1 ist ein Magnetkompaß dargestellt, der aus einer drehbaren Rose 1 besteht, die einen Kompaßmagnet 2 trägt und zwischen zwei Drehzapfen 3 und 4 gelagert ist, so daß die Rotationsachse 5 der Rose 1 vertikal ausgerichtet ist. Die Kompaßrose trägt auf ihrer oberen Fläche Markierungen (nicht dargestellt), die durch einen optischen Winkelabgriff 6 abgetastet werden. Wenn der Kompaß auf einem Straßenfahrzeug befestigt ist, das Fahrzeug seine Fahrtrichtung ändert, wird die entsprechende DrehungIn FIG. 1 shows a magnetic compass which consists of a rotatable rose 1, which carries a compass magnet 2 and between two pivot pins 3 and 4 is mounted so that the axis of rotation 5 of the rose 1 is aligned vertically. The compass rose carries markings (not shown) on its upper surface, which are indicated by an optical angle tap 6 are scanned. If the compass is mounted on a road vehicle, the vehicle is his If the direction of travel changes, the corresponding rotation is made

so der Kompaßrose 1 in bezug auf das Fahrzeug durch den Winkelabgriff 6 festgestellt. Die Richtung des Erdmagnetfeldes ist in F i g. 1 durch den Pfeil 7 dargestellt und verläuft außer am magnetischen Äquator nicht parallel zur Horizontalebene auf der Erdoberfläche, sondern weist eine starke Vertikalkomponente auf.so the compass rose 1 is determined in relation to the vehicle by the angle tap 6. The direction of the earth's magnetic field is in Fig. 1 represented by the arrow 7 and does not run parallel except at the magnetic equator to the horizontal plane on the earth's surface, but has a strong vertical component.

Wenn die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs mit einem Kompaß gemäß Fig. 1 konstant bleibt und die Kompaßrose gegenüber der Horizontebene gekippt wird, bewirkt die vertikale Komponente des Erdmagnetfeldes eine Drehung der Kompaßrose, wodurch sich eine fehlerhafte Richtungsanzeige einstellt. So eine Kippung tritt auf, wenn das Fahrzeug beispielsweise auf einer Straße mit gewölbter Oberfläche oder aber bergauf oder bergab fährt.If the direction of travel of a vehicle with a compass according to FIG. 1 remains constant and the The compass rose is tilted relative to the horizon plane, causes the vertical component of the earth's magnetic field a rotation of the compass rose, resulting in an incorrect direction display. Such a Tilting occurs when the vehicle is, for example, on a road with a curved surface or else drives uphill or downhill.

Die F i g. 2 zeigt in vereinfachter Form ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.The F i g. 2 shows in simplified form an embodiment according to the invention.

Ein Magnetkompaß 8 bzw. 9, von denen jeder dem in F i g. 1 gezeigten Aufbau entspricht, ist jeweils innerhalbA magnetic compass 8 and 9, each of which corresponds to the one shown in FIG. 1 corresponds to the structure shown is within

eines hohlen Zylinders 10 bzw. 11 montiert, wobei die Ebenen der Kompaßrosen durch die unterbrochenen Linien 12 bzw. J3 dargestellt sind. Die Drehzapfen sind innerhalb der Zylinder 10, Il befestigt, so daß eine Drehung der Zylinder einer Kippung der Ebenen 12,13 der Kompaßrosen bewirkt. Jeder der Zylinder 10, U ist mit einem flexiblen Gurt 14 bzw. 15 an einem Träger 18 aufgehängt, der seinerseits starr am Fahrzeug (nicht dargestellt) befestigt ist. Der Gurt 14 ist ein einfacher Gurt von einheitlicher Breite. Der Aufbau des Gurtes 15 ist am besten in der F i g. 3 zu sehen. Der Teil 16 des Gurtes 15 besteht aus zwei parallelen im Abstand zueinander angeordneten Bändern, und der Teil 17 besteht aus einem dünnen zentralen Band, das über einen Breitenabschniu 19 mit den beiden Bändern des Teils 16 im untersten Bereich des Zylinders verbunden ist.a hollow cylinder 10 or 11 mounted, the Planes of the compass roses are represented by the broken lines 12 and J3, respectively. The pivot pins are fixed within the cylinder 10, II, so that a rotation of the cylinder tilting of the planes 12,13 the compass rose causes. Each of the cylinders 10, U is attached to a carrier 18 with a flexible belt 14 and 15, respectively suspended, which in turn is rigidly attached to the vehicle (not shown). The belt 14 is a simple one Belt of uniform width. The structure of the belt 15 is best shown in FIG. 3 to see. Part 16 of the Belt 15 consists of two parallel straps arranged at a distance from one another, and part 17 consists of a thin central band, which over a width section 19 with the two bands of the Part 16 is connected in the lowest area of the cylinder.

Die Ebenen 12, 13 der Kompaßrosen liegen beide horizontal, wenn die Halterung 18 horizontal angeordnet ist. Wenn jedoch die Halterung 18, wie gezeigt, gekippt wird, drehen sich die hohlen Zylinder 10 und 11 um gleiche Beträge aber in entgegengesetzten Richtungen. Dadurch werden im Betrag gleiche und entgegengesetzte Anzeigefehler in den Kompassen 8 und 9 bewirkt. Diese Anzeigefehler heben sich bei der Mittelwertbildung über die von den Winkelabgriffen abgegebenen Signale gegenseitig auf.The planes 12, 13 of the compass roses are both horizontal when the bracket 18 is arranged horizontally is. However, when the bracket 18 is tilted as shown, the hollow cylinders 10 and 11 rotate by the same amount but in opposite directions. This makes them equal and opposite in amount Causes display errors in compasses 8 and 9. These display errors are offset by the Averaging over the signals emitted by the angle taps on each other.

Bei der bisher beschriebenen Anordnung erfolgt die Fehlerkompensation nur für eine Kippebene.In the arrangement described so far, the error compensation takes place only for one tilting plane.

Dabei muß bemerkt werden, daß die Gurte 14 und 15 auch durch Beschleunigungskräfte beeinflußt werden und leicht nach beiden Seiten mit der Bewegung eines zusammengesetzten bzw. Verbund-Pendels schwingen können, da die Gurte 14 und 15 flexibel sind. Da solche Bewegungen ebenfalls gleiche und entgegengesetzte Drehbewegungen der Zylinder 10 und 11 hervorrufen, wird auch die Auswirkung dieses Vorgangs aufgehoben und erscheint nicht im gemittelten Ausgangssignal.It should be noted that the belts 14 and 15 are also influenced by acceleration forces and swing slightly to either side with the motion of a compound pendulum because the straps 14 and 15 are flexible. Since such movements are also equal and opposite Cause rotary movements of the cylinders 10 and 11, the effect of this process is also canceled and does not appear in the averaged output signal.

Die Fig.4 zeigt in Draufsicht eine kardanische Aufhängung, bei der die Kippung der Kompaßrose in zwei Ebenen entsprechend den Richtungen der RoII- und Stampfbewegungen des Fahrzeugs erfolgen kann.4 shows a gimbal in plan view Suspension in which the tilting of the compass rose in two planes corresponding to the directions of the RoII- and pitching movements of the vehicle can occur.

Der in der F i g. 4 dargestellte Aufbau besteht aus einem Kardanring 20, der eine Kompaßrose 21 trägt. Zwei Aufhäiigüngspunkte 22 und 23 ermöglichen ein Kippen der Kompaßrose bei Stampfbewegungen und zwei weitere Aufhängungspunkte 24 und 2b erlauben einThe one shown in FIG. 4 consists of a cardan ring 20 which carries a compass rose 21. Two Suspension points 22 and 23 enable tilting the compass rose for pitching movements and two further suspension points 24 and 2b allow a

ίο Kippen der Kompaßrose bei Rollbewegungen des Fahrzeugs. Natürlich sind für die Fehlerkompensa'ion zwei vollständige kardanische Aufhängungen erforderlich, von denen jede eine der beiden Kompaßrosen trägt. Bei einer der beiden kardanischen Aufhängungen entsprechen die Aufhängungspunkte den in den Fig.2 und 3 dargestellten Gurten 14 und in der anderen entsprechen die Aufhängungspunkte den Gurten 15, so daß die erforderliche entgegengesetzte Kippung hervorgerufen wird. Auf diese Weise bewirkt die eine kardanische Aufhängung ein Kippen der von ihr getragenen Kompaßrose entsprechend der Kippbewegung des Fahrzeugs und die andere kardanische Aufhängung ein Kippen der von ihr getragenen Kompaßrose im Gegensinn. Wie beim vorher erwähnten Ausführungsbeispiel wird der Mittelwert über die von den beiden Winkelabgriffen erhaltenen Richtungssignale gebildet. Das Verfahren nach dem die Signale kombiniert werden ist nicht dargestellt, da solche Verfahren nach dem Stand der Technik bekannt sind.ίο Tilting the compass rose when rolling the Vehicle. Of course, two complete cardanic suspensions are required for error compensation, each of which wears one of the two compass roses. With one of the two cardanic suspensions the suspension points correspond to those in Fig.2 and 3, the belts 14 shown and in the other the suspension points correspond to the belts 15, see above that the required opposite tilt is produced. In this way one causes cardan suspension tilting the compass rose carried by it in accordance with the tilting movement of the vehicle and the other cardanic suspension tilting the one carried by it Compass rose in the opposite direction. As in the aforementioned embodiment, the mean value is over the Formed direction signals obtained from the two angle taps. The procedure by which the signals are not shown, since such methods are known from the prior art.

Beispielsweise könnte das Ausgangssignal von jedem der beiden Winkelabgriffe jeweils einem der beiden Eingänge einer Additionsschaltung zugeführt werden.For example, the output signal from each of the two angle taps could be one of the two Inputs are fed to an addition circuit.

Wegen der Art der verwendeten Aufhängungspunkte werden Fehler, die auf durch Beschleunigungskräfte hervorgerufene Kippbewegungen beruhen, ebenfalls aufgehoben. Dadurch ergibt sich ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes bei der Verwendung in Fahrzeugen.Because of the nature of the suspension points used, errors are caused by acceleration forces caused tilting movements are also canceled. This has another advantage of the subject matter of the invention when used in vehicles.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

1 Patentansprüche:1 claims: 1. Magnet-Kompaßanordnung mit zwei doppelt gelagerten Kompaßrosen mit jeweils einem Winkelabgriff und einer gemeinsamen Anzeigeeinrichtung für die von den Winkelabgriffen erzeugten Signale, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompaßrosen (8, 9) derart auf einem gemeinsamen Träger (18) gehaltert sind, daß jede Neigung des gemeinsamen Trägers (18) in ihrer Größe gleiche, jedoch entgegengesetzt gerichtete Kippungen der beiden Kompaßrosen (8,9) bewirkt, so daß sich die von der Neigung hervorgerufenen Fehlersignale bei der Mittelwertbildung über die Signale der beiden Winkelabgriffe (6) gegenseitig aufheben.1. Magnet compass arrangement with two double stored compass roses each with an angle tap and a common display device for the signals generated by the angle taps, characterized in that the compass roses (8, 9) are supported on a common carrier (18) in such a way that any inclination of the common carrier (18) same size, but oppositely directed tilts of the two compass roses (8,9) causes, so that the error signals caused by the inclination at the averaging over the signals of the two angle taps (6) cancel each other out. 2. Magnet-Kompaßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kompaßrose (8) mittels eines Bandes, dessen Äufhängungsenden (14) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen, und die andere Kompaßrose (9) mittels eines sich überkreuzenden Bandes (16, 17) an dem gemeinsamen Träger (18) angehängt ist.2. Magnetic compass arrangement according to claim 1, characterized in that the one compass rose (8) by means of a band, the suspension ends (14) of which run essentially parallel to one another, and the other compass rose (9) by means of a crossing band (16, 17) on the common one Carrier (18) is attached.