DE711285C - Kompass - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
29. SEPTEMBER 1941

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 c GRUPPE

B 17294ο IX bJ42 c

Emil Busch, Akt.-Ges. Optische Industrie in Rathenow

Kompaß

Patentiert im Deutschen Reich vom 14. Februar 1936 an Patenterteilung bekanntgemacht am 28. August 1941

Die Erfindung 'befaßt sich mit der Aufgabe, einen Kompaß einfacher Bauart mit möglichst kurzer, nur wenige Sekunden betragender Bemhigungszeit zu schaffen. Solche Kompasse sind nicht nur für die Schiffahrt und Luftfahrt von großer Bedeutung, sondern, insbesondere als Handinstrumente für Marsch- und Wanderzwecke geeignet.

Es ist bereits bekannt, die Schwingungen eines Richtmagneten auf mechanischem Wege zu- bremsen, indem man ihn innerhalb einer Flüssigkeit anordnet. Die Anwendung der Flüssigkeitsbremsung macht aber insbesondere bei Handinstrumenten mit geschlossenem

is Kompaßgehäuse große Schwierigkeiten, weil infolge der Wärmeausdehnung die Flüssigkeit bei verschiedenen Temperaturen verschieden große Gehäuseausmaße erfordert, wodurch sich die Herstellungskosten solcher Kompasse wesentlich erhöhen. Fernerhin erfordert bei Flüssigkeitskompassen der Einbau der Nadelfeststellvorrichtung umständliche und teuere Abdichtungsmaßnahmen.

Es ist andererseits bekannt, die Schwingungen eines Richtmagneten auf elektromagnetischem Wege zu bremsen, indem man ihn in einem Gehäuse aus elektrisch leitendem Material anordnet, in welchem bei schwingendem Magneten energieverzehrende Wirbelströme entstehen. Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Kompaßart wird ein System aus mehreren parallel nebeneinander hochkantig stehenden und beiderseits der Pinne angeordneten Richtmagneten verwendet. Versuche haben ergeben, daß ein soleher Kompaß eine Zeit von mehr als 30 Sekunden benötigt, bis die um 90⁰ aus der Ruhelage abgelenkte Magnetnadel zur Ruhe kommt. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform bildet der Richtmagnet einen dreiteiligen Körper, dessen Mittelteil aus Eisen hoher Permeabilität und dessen End- - stücke aus Werkstoff von hoher Koerzitivkraft bestehen. Man glaubte, durch diese Ausgestaltung den Kraftlinienfiuß in den Magnetenden konzentrieren und dadurch die Wirbelstrombremsung verstärken zu können. Versuche haben jedoch ergeben, daß auch bei dieser Kompaßart die Beruhigungszeit mehr als 30 Sekunden beträgt.

Eingehende Untersuchungen an wirbelstrom gedämpften Kompassen haben nun ergeben, daß man die erforderliche Beruhigungszeit von einigen wenigen Sekunden nur mit Kompassen erreichen kann, deren Bestandteile, nämlich Magnetsystem und Gehäuse, richtig ausgestaltet und zueinander angeordnet sind. Man erreicht auf diesem Wege Beruhigungszeiten, die kürzer als die mit Flüssigkeitskompassen erzielbaren sind. Beispielsweise läßt sich bei einem Marschkompaß üblicher Größe die Einspielzeit auf 2 bis 3 Sekunden

verkürzen, ohne daß der Magnet an magnetischem Moment verliert und sich deshalb langsam und ungenau einstellt.

Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge einen Kompaß, bei dem ein Magnetsystem mit kurzem, aus Material hoher Koerzitivkraft bestehendem Richtmagneten in einem Wirbelstromdämpfungskörper schwingt, und besteht darin, daß das Richtmagnetensystem so kurzarmig ausgebildet ist und daß die Wandstärke des den Richtmagneten zumindest im Bereich der größten Kraftliniendichte seines magnetischen Feldes umgebenden Wirbelstromdämpfungskörpers und die Breite des zwischen dem Richtmagneten und dem Wirbelstromdämpfungskörper bestehenden Luftspaltes so aufeinander abgestimmt sind, daß die Beruhigungszeit des Kompasses weniger als 10 Sekunden beträgt.
Als Material für den Richtmagneten verwendet man zweckmäßigerweise die bekannten Magnetstähle, die eine hohe, erheblich über 100 Oersted betragende Koerzitivkraft und hohe Remanenz besitzen. Man kann beispielsweise bei Verwendung von 350/oigem Kobaltstahl die Länge des Richtmagneten auf ein Drittel der bei Wolframstahl üblichen Länge ' verkleinern, ohne die Einstellgenauigkeit zu gefährden.

Da nun aber so kurze Nadeln eine genaue Ablesung der Gradteilung erschweren, wird in an sich bekannter Weise die Magnetnadel mit einer möglichst leichten, aus beliebigem Material bestehenden Zeigernadel versehen. Will man diese mittels eines Gegengewichtes ausbalancieren, dann sorgt man zweckmäßig dafür, daß das Gegengewicht möglichst dicht an die Drehachse der Nadel verlegt wird, um das durch die kurze Magnetnadel sehr stark herabgedrückte Trägheitsmoment nicht wieder zu vergrößern; denn gerade das sehr geringe Trägheitsmoment der kurzen Magnetnadel hat eine sehr bedeutungsvolle Verringerung der Einspielzeit im Gefolge.

Als Werkstoff für den Wirbelstromdämpfungskörper verwendet man in an sich bekannter Weise Metalle, die, wie z. B. Silber, Kupfer, Aluminium o. dgl., ein hohes elektrisches Leitungsvermögen besitzen.
Die Wandstärke des Wirbelstromdämpfungskörpers und der Luftzwischenrajuan zwischen ihm und dem Richtmagneten müssen so bemessen sein, daß besonders die Bereiche der größten Kraftliniendichte des den Richtmagneten umgebenden magnetischen Feldes weitgehend innerhalb der Metallmas.se liegen. Die Forderung, daß der Metallkörper den Magneten bzw. seinen Bewegungsraum möglichst dicht umschließen soll, läßt sich bei Kompassen mit doppelt gelagertem Magneten. anschwer erreichen, da der Magnet nur in einer Ebene schwingt. Bei den üblichen Kompassen mit einseitig gelagertem Magneten bewirkt die erfindungsgemäß erforderliche Kürze des Magneten, daß der Bereich, den die Enden des Richtmagneten bei einem bestimmten Ausschlagwinkel in senkrechter Richtung bestreichen, erheblich kleiner ist als bei Magneten üblicher Länge. Man kann infolgedessen den Dämpfungskörper oberhalb und unterhalb des Richtmagneten ohne Berührungsgefahr erheblich näher an denselben heranbringen und dadurch die dämpfende Wirkung verstärken. Ein weiterer Vorteil des gedrängten Zusammenbaues von kurzem Richtmagneten und Dämpfungskörper besteht darin, daß der Kompaß sehr kleine Ausmaße erhalten kann. Bei einem tragbaren Marschkompaß beispielsweise wird man den Durchmesser des Kompaßgehäuses etwa ebenso groß wie den Durchmesser der Ringteilung (Skala) machen, deren Ausmaße eine bestimmte Größe nicht über- und unterschreiten dürfen. Bei Verwendung eines längeren Richtmagneten nimmt die Bewegungsbahn desselben praktisch den ganzen Raum des Kompaßgehäuses ein, über den sich die Ringteilung erstreckt, so daß für die Unterbringung eines Wirbelstromdämpfungskörpers größerer Wanddicke im Bereich der Ringteilung kein Platz übrigbleibt und das Korn- 9» paßgehäuse infolgedessen vergrößert werden muß. Bei Verwendung eines kurzen Richtmagneten dagegen läßt sich der Wirbelstromdämpfungskörper im Bereich der Ringteilung unterbringen.

Die Form des Metallkörpers kann je nach den Bedürfnissen geändert werden. Es ist nicht unbedingt notwendig, daß der Körper die Magnetnadel auch oberhalb umgibt, wenn dies auch günstig ist. Beispielsweise könnte '"" man die Enden der Nadel rechtwinklig nach unten abbiegen und in einer kreisförmigen Rille sich bewegen lassen, die in einem dicht unterhalb der Nadel angeordneten dicken Metallkörper konzentrisch um die Nadelachsc vorgesehen ist.

Eingehende Versuche haben ergeben, daß sich mit den beschriebenen Mitteln die Einspielzeit der Nadel ohne Schwierigkeit auf 2 bis 3 Sekunden herabsetzen läßt. Sollte aber no für besondere Fälle auch diese Zeit noch zu lang sein, dann kann man dem Kompaß noch eine Flüssigkeitsfüllung geben, deren dämpfende Wirkung zusammen mit der Wirbelstromdämpfung die Einspielzeit der Nadel auf i»5 kleinsten Wert herabsetzt.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompasses dargestellt. Der Wirbelstromdämpfungskörper α ist mit dem Kompaßgehäuse zwecks Ersparnis von Raum und zwecks Verbilligung der Herstellung zu einem Stück, beispielsweise einem

Spritzgußteil, vereinigt. Das schwingende Magnetsystem besteht aus der Zeigernadel b, die mit dem Richtmagneten c durch das Stäbchen^! verbunden ist. Ist, wie dargestellt, dieZeigernadel einarmig ausgebildet, so muß die Gleichgewichtslage des schwingenden Teils b, C durch ein Gegengewicht h hergestellt werden.

Man kann anstatt des einen Magneten auch deren zwei vorsehen und diese so anordnen,

ίο daß sie die Pinne in sich einschließen. Auf diese Weise läßt sich das Durchbohren des Magneten vermeiden.·

Um bei dieser Anordnung ein Ankleben der Richtmagneten an der Pinne zu verhin-

t5 dem, wird diese, wie auch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, von einer Buchse / aus einem nicht magnetisierbaren Material umgeben. Diese kann zugleich einen Teil der Arretiervorrichtung für die Nadel bilden, etwa derart, daß sie die Bewegungen eines Arretierhebels g auf den schwingenden Teil b, c des Kompasses überträgt.

Es sei noch erwähnt, daß der Kompaß mit einer Ableselupe mit Visiervorrichtung beliebiger Art verbunden werden kann, um das Anpeilen einer bestimmten Richtung zu erleichtern.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kompaß, bei dem ein Magnetsystem mit kurzem, aus Material hoher Koerzitivkraft bestehendem Richtmagneten in einem Wirbelstromdämpfungskörper schwingt, dadurch gekennzeichnet, daß das Riehtmagnetsystem so kurzarmig ausgebildet ist und daß die Wandstärke des den Richtmagneten zumindest im Bereich der größten Kraftliniendichte seines magnetischen Feldes umgebenden Wirbelstromdämp- ^o fungskörpers und die Breite des zwischen dem Richtmagneten und dem Wirbelstromdämpfungskörper bestehenden Luftspaltes so aufeinander abgestimmt sind, daß die Beruhigungszeit des Kompasses weniger als 10 Sekunden beträgt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen