DE584737C - Method and device for the magnetic determination of the vertical or north-south direction on vehicles - Google Patents

Description

Verfahren und Einrichtung zur magnetischen Bestimmung der Lotrechten oder der Nord-Süd-Richtung auf Fahrzeugen Die Nadeln der üblichen Magnetkompasse für Fahrzeuge sind an einer Seite beschwert, damit sie ständig in horizontaler Lage spielen. Dies hat indessen zur Folge, daß Beschleunigungen, wie sie insbesondere bei :Änderung der Fahrtrichtung oder Fahrgeschwindigkeit auftreten, Fehlweisungen der Magnetnadeln verursachen.Method and device for the magnetic determination of the vertical or the north-south direction on vehicles The needles of the usual magnetic compasses for vehicles are weighted on one side so that they are always in a horizontal position to play. However, this has the consequence that accelerations such as those in particular in the event of: change of direction of travel or speed of travel, incorrect instructions of the magnetic needles.

Die Erfindung bezweckt, für Fahrzeuge, namentlich für Luftfahrzeuge, einen Magnetkomp_ aß oder ein Magnetlot zu schaffen, welches sowohl durch die Schwerkraft als auch durch die schwer von ihr zu trennenden Massen- und Fliehkraftbeschleunigungen, welche durch die Bewegung des Fahrzeuges bedingt sind, unabhängig ist. Zu diesem Zweck ist der zur Messung dienende Magnetkörper beispielsweise durch eine Kardanlagerung in seinem Schwerpunkt unterstützt, wie dies für anderen Zwecken dienende Magnete an sich bekannt ist. An einem derartigen um alle Achsen frei drehbaren und in seiner Einstellung von Beschleunigungseinflüssen unabhängigen Magnetkörper wird dann erfindungsgemäß die eine der beiden Komponenten des magnetischen Erdfeldes, welche im jeweiligen Falle nicht der Messung dient, mittels einer durch eine während des Gebrauches einstellbare Zusatzeinrichtung erzeugten magnetischen Gegenkraft laufend kompensiert. Soll also das Magnetlot bestimmt werden, so wird dieHorizontalkomponente des Erdfeldes durch diese magnetische Gegenkraft kompensiert, während die Vertikalkomponente des Erdfeldes dann auszugleichen ist, wenn der Magnetkörper als Magnetkompaß verwendet werden soll.The invention aims for vehicles, namely for aircraft, To create a Magnetkomp_ aß or a magnetic solder, which both by gravity as well as due to the mass and centrifugal force accelerations that are difficult to separate from it, which are caused by the movement of the vehicle, is independent. To this The purpose is the magnetic body used for the measurement, for example by means of a cardan mount Supported in its center of gravity, as is the case with magnets for other purposes is known per se. On such a freely rotatable around all axes and in his Adjustment of the magnetic body independent of acceleration influences is then according to the invention one of the two components of the earth's magnetic field, which in the respective Trap not used for measurement, by means of an adjustable during use Additional device generated magnetic counterforce continuously compensated. So should the magnetic perpendicular are determined, then the horizontal component of the earth's field is determined by this counter magnetic force compensates while the vertical component of the earth's field must then be compensated when the magnetic body is used as a magnetic compass target.

Zur Messung der Intensität der Komponenten des magnetischen Erdfeldes sind Magnetwagen bekannt, bei denen für diesen von der Erfindung unterschiedlichen Zweck ebenfalls magnetische Ausgleichskräfte wirksam sind. Es wird z. B. zur Bestimmung der jeweiligen Vertikalintensität des Erdfeldes diese Magnetwaage so weit verdreht, bis die Momente eines horizontal und eines vertikal stehenden Magneten sowie das Moment der auf dieses nicht im Schwerpunkt unterstützte Magnetsystem wirkenden Schwerkraft sich in der Horizontalstellung der Waage das Gleichgewicht halten. Dann ist der Verdrehungswinkel der Waage proportional der Vertikalintensität des Erdfeldes. Bei dieser Waage, die nicht dem Ausgleich, sondern der Messung der Komponenten des Erdfeldes dient, sind dann weiterhin noch Zusatzmagnete vorgesehen, die jedoch lediglich zur erstmaligen Justierung der Waage Verwendung finden.For measuring the intensity of the components of the earth's magnetic field Magnetic carts are known in which for this different from the invention Purpose magnetic balancing forces are also effective. It is z. B. for determination the respective vertical intensity of the earth's field rotated this magnetic balance so far, until the moments of a horizontally and vertically standing magnet as well as that Moment of gravity acting on this magnet system, which is not supported in the center of gravity keep your balance in the horizontal position of the scales. Then that is The angle of rotation of the scales proportional to the vertical intensity of the earth's field. at these scales, which do not balance, but measure the components of the earth's field serves, additional magnets are then still provided, but only for are used for the first time adjustment of the balance.

Der Magnetkörper, der bei der Einrichtung nach der Erfindung zur Bestimmung der Lotrechten bzw. der Nord-Süd-Richtung dient, wird zweckmäßig als Stab, Prisma, Zylinder o. dgl. ausgebildet, weil die Drehachsen solcher Körper genau durch den Schwerpunkt gelegt werden können. Die magnetische Gegenkraft kann entweder durch einen oder auch durch mehrere Dauermagnete oder Elektromagnete erzeugt werden. Im ersteren Falle kann man die Wirkung der magnetischen Gegenkraft auf die Magnetnadel durch Änderung des Abstandes der Magnete von der Magnetnadel oder durch Veränderung der gegenseitigen Stellung mehrerer Gruppen von Magneten so regeln, daß eine Kompensation eintritt. Im zweiten Falle besteht außer den beiden genannten Möglichkeiten noch die weitere Möglichkeit, die Kompensation durch Verändern des Erregerstromes der Elektromagnete zu bewirken.The magnetic body which is used in the device according to the invention for determination serves the perpendicular or the north-south direction, is expediently as a rod, prism, Cylinder o. The like. Formed because the axes of rotation of such bodies exactly through the Emphasis can be placed. The magnetic counter force can either by one or also generated by several permanent magnets or electromagnets will. In the former case one can see the effect of the counter magnetic force on the Magnetic needle by changing the distance between the magnets and the magnetic needle or by Regulate changes in the mutual position of several groups of magnets in such a way that that compensation occurs. In the second case there is also the two mentioned Possibilities still have the further possibility of the compensation by changing the To cause the excitation current of the electromagnet.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung für den Fall ihrer Verwendung als Magnetlot veranschaulicht.In the drawing is an embodiment of the new device illustrated in the case of their use as a magnetic solder.

In den am Fahrzeugkörper befestigten Lagern i ist mittels der Zapfen 2 ein topfartiges Schutzgehäuse 3 gelagert. Mittels der Zapfen 4 ist an diesem Gehäuse 3 ein Ringkörper 5 gelagert, in welchem das Gehäuse 7 für das eigentliche Magnetlot mittels der Zapfen 6 ruht. Die Zapfen a, 4 und 6 sind dabei so angeordnet, daß das Gehäuse 7 kardanisch gelagert ist und damit bestrebt ist, seine normale Lage beizubehalten.In the bearings i attached to the vehicle body, by means of the journals 2, a pot-like protective housing 3 is mounted. By means of the pin 4 is on this housing 3, an annular body 5 is mounted, in which the housing 7 for the actual magnetic solder by means of the pin 6 rests. The pins a, 4 and 6 are arranged so that the Housing 7 is gimbaled and thus strives to maintain its normal position.

Mittels der Achsen 8 und 8' ist nun immerhalb des Gehäuses 7 ein System von Magneten drehbar angeordnet. In dem Beispiel sind insgesamt sechs Dauermagnete gezeichnet, die an einem gemeinsamen ringförmigen Träger g befestigt sind, der seinerseits mit dem Gehäuse 9 verbunden ist. Die Verstellung der im Träger 9' befestigten Magnete kann beispielsweise mit Hilfe eines Motors io erfolgen, der über ein Schneckengetriebe io' die Drehachse 8, 8' verstellt. In dem Gehäuse 9 ist an dem ringförmigen Träger 9' mittels der Bügel z i und des Ringes 1a in Zapfen 13 ein Ring 14 gelagert, der dieLagerzapfen 15 für einen als Magnetnadel dienenden Stabmagneten 16 trägt. Der Stabmagnet 16 trägt an seinem einen Ende einen Spiegel 17, für welchen als Gegengewicht am anderen Ende eine Ausgleichschraube i8 angeordnet ist. Die Beobachtung des Spiegels 17 und einer darauf angeordneten Marke erfolgt mittels einer optischen Einrichtung i9 und einer Öffnung 2o, die in dem Deckel des Gehäuses 7 vorgesehen ist.A system is now always within the housing 7 by means of the axes 8 and 8 ' arranged rotatably by magnets. In the example there are a total of six permanent magnets drawn, which are attached to a common annular support g, which in turn is connected to the housing 9. The adjustment of the magnets fixed in the carrier 9 ' can be done, for example, with the help of a motor io, which has a worm gear io 'the axis of rotation 8, 8' adjusted. In the housing 9 is on the annular carrier 9 'by means of the bracket z i and the ring 1a in pin 13, a ring 14 is mounted, the the bearing pin 15 for a bar magnet 16 serving as a magnetic needle. Of the Bar magnet 16 carries at one end a mirror 17, for which as a counterweight a compensating screw i8 is arranged at the other end. Observing the mirror 17 and a mark arranged thereon takes place by means of an optical device i9 and an opening 2o which is provided in the cover of the housing 7.

Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist wie folgt.The operation of the new facility is as follows.

Sowohl durch die Wirkung der Kardanlagerung a, 4, 6 als auch durch Wirkung der Lagerung I2, 13, 1,4, 15 hat der Stabmagnet 16 das Bestreben, in annähernd lotrechter Stellung zu stehen. Dabei ist dadurch, daß die Achse der Lagerzapfen 15 durch den Schwerpunkt des Magneten 16 geführt ist, erreicht, daß etwaige Beschleunigungen und auch die Schwerkraft keine wesentliche Beeinträchtigung der Stellung des Magneten 16 hervorrufen. Um nun im Sinne der Erfindung die Einrichtung als genau zeigendes magnetisches Lot zu verwenden, wird erstmalig von Hand der Träger 9' mit dem Gehäuse 9 um die Achse 8, 8' so verdreht, daß durch die Wirkung der an dem Träger 9' angebrachten Magnete der Einfluß der Horizontalkomponente des erdmagnetischen Feldes auf die Stellung des Magneten 16 aufgehoben ist. Mit Hilfe der Beobachtungseinrichtung 9 und des Spiegels 17 sowie der darauf angeordneten Marke, welche z. B. mit einer entsprechenden Marke in der Beobachtungseinrichtung i9 in Deckung gehalten werden kann, wird die richtige Einstellung der Kompensationsmagnete überwacht. Bewegt sich nun das Fahrzeug, so ist es lediglich notwendig, die etwa eintretenden Kursänderungen durch entsprechende Drehungen des Kompensationsmagnetsystems zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck wird der Motor io selbsttätig oder von Hand mit Hilfe von Gegenzeigern nach den Angaben eines Kreiselkompasses oder einer anderen zur Messung des Kurses des Fahrzeuges geeigneten Vorrichtung so geregelt, daß in jedem Augenblick die Stellung des Kompensationsmagnetsystems dem Fahrzeugkurs entspricht. Durch Beobachtung mittels der Vorrichtung i9 kann die wahre Lotrichtung auf dem Fahrzeug, z. B. Flugzeug, in jedem Augenblick festgestellt oder auf andere Einrichtungen übertragen werden.Both through the action of the cardan bearings a, 4, 6 and through the action of the bearing I2, 13, 1, 4, 15, the bar magnet 16 tends to be in an approximately perpendicular position. The fact that the axis of the bearing pin 15 is guided through the center of gravity of the magnet 16 ensures that any accelerations and also the force of gravity do not cause any significant impairment of the position of the magnet 16. In order to use the device as a precisely pointing magnetic solder within the meaning of the invention, the carrier 9 'with the housing 9 is rotated for the first time by hand about the axis 8, 8' so that by the action of the magnets attached to the carrier 9 ' the influence of the horizontal component of the earth's magnetic field on the position of the magnet 16 is canceled. With the help of the observation device 9 and the mirror 17 and the mark arranged thereon, which z. B. can be kept in cover with a corresponding mark in the observation device i9, the correct setting of the compensation magnets is monitored. If the vehicle is now moving, it is only necessary to take into account any changes in course that may occur by rotating the compensation magnet system accordingly. For this purpose, the motor is controlled automatically or by hand with the help of counter-pointers according to the specifications of a gyro compass or other device suitable for measuring the course of the vehicle so that the position of the compensation magnet system corresponds to the vehicle course at all times. By observation by means of the device i9, the true plumb line on the vehicle, e.g. B. aircraft, detected at any moment or transferred to other facilities.

Zur Prüfung der Einrichtung kann man auch noch eine oder mehrere zusätzliche Spulen anordnen, welche teils in Richtung der Horizontalkomponente, teils in Richtung der Vertikalkomponente des Erdfeldes wirken. Hat man beispielsweise zwei solcher Spulen, von denen die eine die eine Wirkungsrichtung und die andere die andere Wirkungsrichtung auf den Magneten 16 hat, so kann man, gleiche Dimensionierung und gleichen Abstand der Spulen vorausgesetzt, z. B. beide Spulen gleichzeitig mit einem gewissen Strom erregen und die Einstellung des Magneten 16 beobachten, darauf mit einem doppelt so starken Strom usf. Der Magnet 16 darf bei dieser zusätzlichen Beeinflussung durch diePrüfspulen keinerlei Veränderung seiner Lage aufweisen.To check the facility you can also add one or more additional Arrange coils, which partly in the direction of the horizontal component, partly in the direction the vertical component of the earth's field. For example, if you have two of these Coils, one of which has one direction of action and the other the other has on the magnet 16, it is possible to have the same dimensions and the same spacing of the coils provided, e.g. B. both coils at the same time with a certain current excite and observe the setting of the magnet 16, then with a double so strong current and so on. The magnet 16 is allowed to pass through this additional influence the test coils show no change in their position.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren und Einrichtung zur magnetischen Bestimmung der Lotrechten oder der Nord-Süd-Richtung auf Fahrzeugen mittels eines Magnetkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung eines in an sich bekannter Weise sich um durch seinen Schwerpunkt gehende Achsen frei drehbaren Magnetkörpers die nicht der Messung dienende Komponente des Erdfeldes (die horizontale bzw. die vertikaleKomponente) mittels einer durch eine während des Gebrauches einstellbare Zusatzeinrichtung erzeugten magnetischen Gegenkraft laufend kompensiert wird. a. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnetkörper ein stab-oder prismenförmiger Magnet vorgesehen ist, dem gegenüber ein Kompensationsmagnetsystem drehbar angeordnet ist. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsmagnetsystem entsprechend den Angaben eines Kursanzeigers von Hand mit Hilfe von Gegenzeigern oder selbsttätig verstellbar angeordnet ist. q.. Einrichtung nach Anspruch i, z oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptmagnet in an sich bekannter Weise doppelt kardanisch gelagert ist. Einrichtung nach Anspruch i oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine oder mehrere teils in Richtung der Vertikalkomponente, teils in Richtung der Horizontalkomponente des Erdfeldes auf den Hauptmagneten wirkende Spulen vorgesehen sind, die zur Prüfung der Einstellung des Hauptmagneten mit Strom gespeist werden.PATENT CLAIMS: i. Method and device for magnetic determination the perpendicular or the north-south direction on vehicles by means of a magnetic body, characterized in that when using one in a manner known per se around through its center of gravity going axes freely rotatable magnetic body the component of the earth's field not used for measurement (the horizontal or the vertical component) by means of an adjustable during use Additional device generated magnetic counterforce is continuously compensated. a. Device for performing the method according to claim i, characterized in that that a rod-shaped or prism-shaped magnet is provided as the magnet body, opposite the magnet a compensation magnet system is rotatably arranged. 3. Device according to claim i or z, characterized in that the compensation magnet system accordingly the information of a course indicator by hand with the help of counter-pointers or automatically is arranged adjustable. q .. Device according to claim i, z or 3, characterized in that that the main magnet is double gimbaled in a manner known per se. Device according to claim i or the subclaims, characterized in that in a manner known per se one or more partly in the direction of the vertical component, partly in the direction of the horizontal component of the earth's field acting on the main magnet Coils are provided which are used to test the setting of the main magnet with current be fed.