NO145414B - Fleksibel opphengningsinnretning for rotoren i et gyroskop - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fleksibel opphengningsinnretning for rotoren i et gyroskop, omfattende et par indre og ytre konsentriske rørformede legemer som er forbundet med hverandre og har et antall par i rørveggen ved siden av hverandre beliggende åpninger som danner fleksible ledd i et første plan med en radial fleksibel akse og en aksial akse vinkel-

rett på denne for hvert ledd i det indre rørformede legeme

som er orientert hovedsakelig vinkelrett på det fleksible plan for et fleksibelt ledd i det ytre rørformede legeme', et par overfor hverandre beliggende fleksible ledd med hovedsakelig vinkelrett på hverandre orienterte fleksible plan som har en felles fleksibel akse for å danne en fleksibel opphengning, hvilket andre rørformede legeme har en drivelementdel, en kardanelementdel og en dreven elementdel forbundet, med et par indre fieksible ledd, og hvilket ytre rørformede. legeme har en drivelementdel, en kardanelementdel og en dreven elementdel, og hver indre kardanelementdel er forbundet.- med.' drivelementdelen og med den indre drevne elementdel ved et par ved siden av hverandre beliggende fleksible ledd, og hver ytre kardanelementdel er forbundet med den ytre drivelementdel og med den ytre drevne elementdel ved et par ved siden av hverandre beliggende fleksible ledd.

En innretning av denne art er kjent fra US-patentskrift nr. 3.856.366, hvor et indre rørformet legeme og et ytre rørformet legeme hver er delt opp i to endedeler og en mellomliggende del ved par av diametralt motstående fleksible ledd i hvert av legemene. Den fleksible opphengningsinnretning som dannes på denne måte har to par diametralt motstående fleksible ledd som tillater universalbevegelse innenfor meget små vinkler mellom et sentralt kardanelement og en endedel, og har to par diametralt motstående fleksible ledd som tillater universalbevegelse innenfor små vinkler mellom den sentrale del av kardanelementet og den andre dei av den fleksible opphengningsinnretning.

Hver åpning i hvert par ved siden av hverandre liggende åpninger er forbundet med en sliss til en åpning i et annet par åpninger. Mønsteret av åpninger og slisser som deler hvert rørformet legeme i minst to deler, er bare forbundet med hverandre ved de fleksible ledd. En av delene mellom en rekke åpninger og slisser og en av de sirkulære endedeler av det rørformede legemet eller en annen slik rekke åpninger og slisser, er eller danner del av en kardanopphengning, et drevet element eller et drivende element.

En rekke slike utsparinger rundt hovedsakelig hele omkretsen av de rørformede legemer deler disse i hovedsakelig ringformede elementer som er forbundet ved hjelp av delene i de fleksible ledd.

Hvert fleksibelt ledd omfatter et par fleksible deler med innbyrdes ortogonale bevegelsesplan. Den ene del av hvert par fleksible ledd dannes av et par ved siden av hverandre liggende åpninger i veggen av det indre legeme og den andre del dannes av et par ved siden av hverandre liggende åpninger i det ytre legeme. En slik fleksibel del kan anvendes hvor den nødvendige størrelse og vinkelbevegelse om en ettergivende akse er begrenset og null friksjon og tilbakevirkning er av vesentlig betydning. En slik fleksibel del er et meka-nisk element, som er ettergivende ved vridning om en akse og stivt om en akse vinkelrett på denne. Med uttrykket "ettergivende" skal her forstås det resiproke av fjærvirkning.

Også innretninger av tidligere kjent art er den ene fleksible del av hvert fleksibelt ledd dannet av et par fleksible deler som er orientert slik at det gir stor aksial styrke i lengdeaksen av innretningen, og den andre fleksible del i samme par er orientert ortogonalt for å gi den nødvendige radiale stivhet som er nødvendig for så elastisk opphengning.

Ved den kjente fremgangsmåte for fremstilling av

en slik innretning er imidlertid de tynne, fleksible deler i hvert av de konsentriske indre og ytre rørformede legemer dannet ved anbringelse av fire par ved siden av hverandre i lik vinkelavstand beliggende åpninger i veggen av det ene rør-formede legeme, og i en særskilt bearbeidelse anbringes fire par med samme innbyrdes vinkelavstand ved siden av hverandre beliggende åpninger i veggen av det andre rørformede legeme,

og deretter bringes de to legemer i innbyrdes koaksialt forhold.

Denne særskilte bearbeidelse av parene av ved siden åv hverandre liggende åpninger som danner de fleksible deler, krever en stor nøyaktighet for å kunne anvendes som fleksible ledd i ét:."gyroskopisk instrument, og dette er meget vanskelig: og' tids-krevende. Hvert radialt i flukt liggende par fleksible deler, av hvilke den ene befinner seg i veggen av ..det indr.e legeme og den andre del i veggen av det ytre legeme., .; må -danne en felles sammenhengende bevegelsesakse. Bevegelsésaksen.for alle de fleksible ledd må skjære hverandre ' så nøyaktig, som mulig i .

et felles sentrum som danner svingepunktet og li.ggér. i .lengdeaksen for den fleksible opphengningslnnretning. ' Ved -den kjente fremgangsmåte vil en liten forskyvning mellom bevegelses— aksene for det indre og ytre legeme ofte. opptre under sammen-setningen av opphengningsinnretningen. Dette medfører ut-pregede .og usymmetriske f jærvirkninger pg andr.é■ kilder for ' uriktig funksjon av instrumentet som er opphengt ved hjelp av opphengningsinnretningen. Fremstilling av fleksible deler ifølge den kjente fremgangsmåte, resulterer i ujevn tykkelse på- de respektive bevegelsesakser, det vil si. bøyeaksehe-,. hvilket resulterer i- forskjellig fjærvirkning i.de-forsfcjel-• lige fleksible deler.

En anvendelse av et universalledd for små bøye-, vinkler er i frie gyroskoper. Et fritt gyroskop har et rotorelement som er montert i en bærestruktur og arbeider på sådan måte at bærestrukturen kan vendes uten å tilføre.forstyrrende dreiemoment til rotoren. I praksis meddeles rotoren presesjon på styrt måte. Et fritt gyroskop omfatter vanligvis en føle-innretning for detektering av vinkelavvikelse mellom rotorens spinnakse og enten rotorakselens akse eller en akse som er fastlagt i gyroskophuset. En vinkelavvikelse som detekteres på denne måte anvendes for å tilføre et dreiemoment på bærestrukturen, slik at et kardanelement og en nøytral plattform bevirker at bærestrukturen følger rotorens spinnakse og der-

ved utligner vinkelavvikelsen. Alternativt kan den avfølte vinkelavvikelse anvendes for å tilføre et dreiemoment direkte på rotorelementet.

I sylindriske, fleksible leddformede opphengningsinnretninger av kjent konstruksjon er de rørformede legemer adskilt ved fleksible deler av leddene til en aksialt for-skjøvet drivdel, to kardandeler og en drevet del. Det vil si at disse deler er aksialt forskjøvet i forhold til hverandre langs lengdeaksen for den fleksible opphengningsinnretning. Aksialt forskutte slisser i veggen av de rørformede legemer danner en sentral kardandel som er forbundet med endene av de fleksible deler. En endedel anvendes for et drivelement for forbindelse med en drivaksel, en annen anvendes som et drevet element for montering i et nøytralt hjul betegnet som rotorelement.

En vanlig anordning av basiselementene i et gyroskop omfatter en motor som i begge ender bæres av lagrene med motorakselen ragende ut gjennom det ene lager et stykke som er tilstrekkelig for å bære en fleksibel opphengningsinnretning og en rotor som er montert på denne. Et fleksibelt ledd med et rørformet drivelement, et rørformet kardanelement og et rørformet drevet element dannet ved hjelp av aksialt forskutte slisser i de rørformede legemer, har den ulempe at motorakselen som rager ut gjennom motorlagrene har en viss etter-givenhet som kan frembringe vibrasjoner. Den fleksible opphengningsinnretning og rotoren som er montert på motorakselen utsettes derfor for vibrasjoner. Sporadiske vibrasjoner av rotoren er en kilde til feil i gyroskopets karakteristikker.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en innretning av den innledningsvis nevnte art, hvor de nevnte ulemper og andre ulemper ved de tidligere kjente innretninger unngås.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at den indre drivelementdel og den indre drevne elementdel er aksialt forskutt i samme retning fra sine respektive fleksible akser,

og at den ytre drivelementdel og den ytre drevne elementdel er forskutt aksialt i samme retning fra sine respektive fleksible akser.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-5.

Noen utførelseseksempler på oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser i perspektiv og i snitt de to rør-formede legemer i aksial avstand fra hverandre. Fig. 2 viser i perspektiv de to legemer aribragt koaksialt i hverandre i en første innbyrdes vinkelposisjon. Fig. 3 viser på den samme måte som på fig. 2, de.. to legemer aksialt i hverandre og forsynt med åpninger i radiale, ved siden av hverandre liggende par. Fig. 4 viser på samme måte som på fig. 3, de to legemer og delvis i snitt, med antydede verktøy.for å tilveiebringe slisser i legemene. Fig. 5, 6, 7 og 8 viser ortogonale .projeksjoner.: delvis i snitt av den komplette fleksible Opphenghingsinnrét-ning fremstilt ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen slik det fremgår av kravene 1-4 etter rotasjon av ' det ene rørformede • legeme i forhold til det andre. Fig. 9 viser i perspektiv, og i delene' .aksialt.. ifra hvérandre en annen utførelsesform av en fleksibel opphengningsinnretning. med to mellomliggende kardanelémenter som kan-vibrere uavhengig av hverandre. - '. Fig. 10a til 10d viser et av de rørformede legemer ved utførelsen ifølge fig. 9 i utbrettet tilstand i hver av fire fremstillingstrinn i anbringelsen av åpninger og slisser.' Fig. 11, 12 og 13 viser et sett ortogonale projeksjoner av utførelsen på fig. 9 delvis i snitt.

Fig. 14a til 14d viser et av de rørformede

legemer i en tredje utførelsesform utbrettet i likhet med fig.

9 for fire forskjellige trinn i anbringelsen av åpninger og slisser. Fig. 15 viser i perspektiv og aksial avstand en fjerde utførelsesform av oppfinnelsen. Fig. 16a til 16c viser et rørformet legeme ifølge utførelsen på fig. 15 utbrettet for tre forskjellige trinn under anbringelsen av åpninger og slisser. Fig. 17a til 17c viser et rørformet legeme ved en femte utførelsesform i likhet med utførelsen på fig. 15, utbrettet for tre fremstillingstrinn for åpninger og slisser. Fig. 18 viser et sideriss delvis i snitt av et gyroskop med en fleksibel opphengningsinnretning ifølge oppfinnelsen som vist på fig. 1 til 8.

Den første utførelsesform av et fleksibelt ledd ifølge oppfinnelsen er vist på fig. 1 til 8 og omfatter et indre rørformet legeme 00 og et andre ytre rørformet legeme 02, som begge består av stål med stor stivhet og gode fjæreegenskaper, og disse legemer har en felles lengdeakse 01. Selvom legemene 00 og 02 er vist i innbyrdes aksial avstand

på fig. 1, er de normalt anordnet koaksialt i hverandre. I disse legemer dannes fleksible ledd som er fleksible om akser 03 og 05 som står vinkelrett på hverandre og på lengdeaksen 01, hvilke akser skjærer hverandre i et svingepunkt 07, som vist. på fig. 2.

Det ytre rørformede legeme 02 er en rett sylinder med en flens 04 i den ene ende. Flensen 04 tjener til montasje av et svinghjul som ikke er vist på fig. 1. Det indre rør-formede legeme 00 er lukket i den ene ende.

Ved utforming av en fleksibel opphengningsinnretning for et universalledd for anvendelse for opphengning av et rotorelement på akselen av et gyroskop med fri rotor, må det tas hensyn til beliggenheten av senteret for opphengningsinnretningen, det vil si beliggenheten av svingepunktet 07 på aksen 01. Betingelsene ved fremstilling av en slik opphengning er tilfredsstillet ved treghetsmomentet for kardanelemen-tot, som er lik og motsatt de fleksible delers fjæreegenskaper. Hvis spinnaksen for rotorelementet (ikke vist) og drivakselen (ikke vist) ikke er tilpasset hverandre, vil hvert kardanelement vibrere frem og tilbake for å muliggjøre en relativ bevegelse. Da et kardanelement har en endelig masse og et treghetsmoment, og det påvirkes- av dreiemomenter for å frembringe denne bevegelse og disse dreiemomenter frembringes delvis av reaksjoner på drivakselen og delvis av reaksjoner på rotorelementet. Reaksjonsdreiemomentene på rotorelementet gir en kompenserende mekanisme. Matematisk er dreiemomentene og kardanelementene identiske med en negativ fjærkarakteristikk i fase. Denne kan justeres for å gi rotorelementet presesjonsbevegelse i en konus, men i motsatt retning i forhold til presesjonsbevegelsen, som frembringes ved bøyevirkning i de fleksible ledd. Justering av de negative fjærkarakteristikker for kardaneieiirentené. for å tilintetgjøre torsjons-fjærings-karaktetistikk ved en bestemt spinnhastighet for rotoren er kjent, somi avstemning av. gyroskopet. Betingelsene for avstemning av et gyroskop med fri rotor med en enkelt mellomliggende kardanopphengning mellom en rotor og en aksel er. beskrevet i en artikkel "Dynamically Tuned- Free. Rotor. Gyrbscope" i Control Engineering, juni.. 1-964» side 67 til 12.

Stivheten i denne dynamiske-, : negative f.jærkarakteristikk er bestemt av treghetsmomentet ,for.: kardanelementene. ■ Det generelle uttrykk f or' dreiemomentet' er gitt' Ved'.'stivheten, av den:'negative f jærkarakteristikk: ■'.■ -den .-dynamiske.' fjærkarakteristikk for hvert kardanelement = N . (C-A—B) , .... hvor .N er...spinnf rekvensen, og A og. B er- tjreghetsmomeirtérié .fo-r.-kardariopphengnihgen om de fleksible akser, mens C er treghets-.momentet .for kardanelementet om spinnaksen.- og' om de f leksible ledds . syingeaksér. Størrelsen av den .'effektive f jærkarakteri- ^ stikk er proporsjonal med treghetsmomentet for kardanelementet om spinnaksen minus treghetsmomentet. om. de .-to svingeakser. Hvis kardanelementet er uendelig tynt, vil dette uttrykk nærme seg null, idet den negative fjærkarakteristikk er proporsjonal med høyden av kardanelementet i retning av spinnaksen. I praksis er de positive fjærkarakteristikker for de enkelte fleksible ledd fortrinnsvis avstemt til hverandre med en nrtv-aktighet på ca. 5% og den effektive høyde av hvert kardanelement kan justeres hvis nødvendig, ved hjelp av justerings-skruer eller ved å fjerne materialet fra kardanélementené,

slik at den totale fjærkarakteristikk er tilnærmet null.

Med et gyroskop for drift i fri modus vil en direkte eller såkalt i fase fjærkarakteristikk bevirke nutasjon av rotorelementet (en svak konisk bevegelse) som er direkte proporsjonal med forskyvningen fra spinnaksen. F.eks. oppstår en direkte fjærkarakteristikk hvis spinnfrekvensen avviker fra avstemningsfrekvensen for kardanopphengningen, det vil si hvis opphengningen ikke er nøyaktig avstemt. Dreiemomentet utøves om den samme akse som den begynnende forskyvning, som på sin side gir rotoren en presesjonsbevegelse om en akse vinkelrett på forskyvningsaksen. Da ingen energi går tapt ved denne fjæring, vil ikke rotorens spinnakse vende tilbake til akselens spinnakse, men fortsette en presesjonsbevegelse i en konus om akselens akse.

Størrelsen av i fase-fjærkarakteristikken for uavstemt tilstand er

é = (A N) /Fm

hvor A N er forskjellen mellom avstemningsfrekvensen og den

aktuelle spinnfrekvens og F er en faktor som for et gitt

c 3 m

instrument er lik HN/K^,, hvor H er vinkelmomentet på rotorelementet, N er rotasjonsfrekvensen og KT er summen av alle torsjonsfjæringsegenskaper for den fleksible opphengningsinnretning. I fase-fjærkarakteristikker som skyldes unøyaktig avstemning unngås ved justering av treghetsmomentet for kardanélementené, slik det skal beskrives nedenfor. Den fleksible opphengningsinnretning ifølge oppfinnelsen kan anvendes i et gyroskop som er hovedsakelig fritt for feildreiemomenter som skyldes likeretting av vinkelvibrasjonene som oppstår ved en frekvens lik den dobbelte spinnfrekvens for rotorelementet. Kulelageret som anvendes for lagring av akselen, frembringer vinkelvibrasjoner som er harmoniske av spinnfrekvensen. Hvis ikke kompenserende justering foretas, vil gyroskoper med avstemt rotor likerette slike vinkel-vibras joner med det dobbelte av spinnfrekvensen. Virkningen kan være betydelig i størrelsesorden av 5°/time/buesekund amplitude av vibrasjonen ved en frekvens som er den dobbelte av spinnfrekvensen. Slike likerettede feildreiemomenter kan i vesentlig grad unngås ved riktig beregning av de teoretiske treghetsmomenter for kardanélementené og hvis nødvendig justering av de aktuelle treghetsmomenter.

For nærmere forklaring av denne effekt skal det beskrives et eksempel, hvor de fleksible ledd langs en fleksibel akse for et kardanelement som er forholdsvis stivt sammenlignet med stivheten av de fleksible ledd langs den andre fleksible akse for kardanelementet. Hvis gyroskopet utsettes for vinkelvibrasjon, må leddene bøye seg■i en grad som er lik amplituden av vibrasjonen og derved utøve et direkte fjærende dreiemoment på rotorelementet. Normalt vil.disse fjærende dreiemomenter i middel være null for. hver. periode av vibrasjonen, men ikke i tilfelle av synkron vibrasjon.méd den dobbelte spinnfrekvens 2N. I det verste tilfelle vil den positive halvperiode av vinkelforskyvningen bøye et stivt fleksibelt' ledd, mens den negative halvperiode vil. bøye et svakt, det vil si mindre stivt, fleksibelt, ledd.. Resultatet er et netto midlere dreiemoment på rotorelementet ...... For aktuelle fjærende ledd kan denne effekt'praktisk talt unngås ved omhyggelig beregning av f jærkarakteristikkerie-...fpr de fleksible ledd.. /•... '..'•; ■:.

Den negative dynamiske, fjærkarakteristikk som bringes frem véd bevegelse av hvert, kardaneleméht-,.. er-.imidlér.-: tid i høy grad usymmetrisk. For forklaring av dette fenomen mer inngående . antas det at et vinkelmoment påtrykkes en .akse -. • som er f ast/i forhold til instrumentets hus... Dreiemomentet ■ .'. som overføres til rotorelementet på et bestemt tidspunkt er en funksjon av posisjonen a<y> rotorelementet på dette-.tidspunkt. For et enkelt kardanelement viser det seg at dette tvinges

til å følge akselens vinkelmoment når den akselbundne svingeakse står vinkelrett på aksen for det påtrykte vinkelmoment, men er ikke tvunget til å følge akselen når den er i flukt med aksen for det påtrykte vinkelmoment som følge av den lille torsjonsstivhet. Viktig er det da at rotorelementet påtrykkes vekslende dreiemoment med stort gyroskopisk dreiemoment, når det påtrykte vinkelmoment påvirker drivakselen om den rotor-bundne svingeakse for et kardanelement, men påvirkes ikke av dreiemomenter med større gyroskopiske dreiemomenter når det påtrykte vinkelmoment på drivakselen virker om den akselbundne svingeakse for vedkommende kardanelement. Hvis forholdene kan gjøres slik at store vinkelmomenter i en retning opptrer når det er en sterk gyroskopisk kobling med rotorelementet, men for store vinkelmomenter i motsatt retning er de overførte

dreiemomenter meget svake, og det vil da være en netto like-retning til fordel for den sterkeste koblingsretning. En slik tilstand opptrer for vinkelvibrasjoner som påtrykkes med den dobbelte spinnfrekvens og bare ved denne frekvens. Analyser viser imidlertid at denne likerettede virkning opphører ved dreiemomenter som påtrykkes rotorelementet ved et riktig avstemt andre kardanelement som er anordnet vinkelrett på det første og som har sitt treghetsmoment avstemt for effektivt å tilintetgjøre dreiemomentvektorer på de to kardanelementer.

Den fleksible opphengningsinnretning ifølge oppfinnelsen kan fremstilles ved to uavhengige kardanelementer med tregheter som er beregnet på å tilintetgjøre fjærkarakteristikker og dreiemomenter som skyldes vibrasjoner om hus-faste inngangsakser med den dobbelte spinnfrekvens. F.eks.

vil kardanélementené likerette 2N-vibrasjoner, men de likerettede dreiemomenter vil være like og motsatte forutsatt at kardanélementené er omhyggelig avstemt for denne karakteristikk.

Avstemningen kan utføres ved hjelp av utbalan-seringsvekter eller materiale kan fjernes fra kardanelementet. US-patentskrift nr. 3.678.764 beskriver mer fullstendig ut-trykkene for bevegelsen for et slikt gyroskop, avstemningsbetingelsene og betingelsene for vesentlig undertrykning av feil, det vil si unøyaktigheter som skyldes dreiemomenter,

som tilføres med en frekvens to ganger rotorens omdreinings-tall, det vil si spinnfrekvens.

For utførelsene ifølge fig. 1 til 8 og fig. 9 til 13 anvendes disse prinsipper for å beregne beliaaenheten av svingepunktet 07 på aksen 01 for å gjøre treghetsmomentet for de gjenstående deler av det indre 00 og det ytre rør-formede legeme 02 i en akseretning fra svingepunktet 07 lik størrelsen av treghetsmomentet for de gjenstående deler av det indre 00 og det ytre rørformede legemet 02, i aksial retning fra svingepunktet 07. Massen for det indre og ytre legeme som anvendes for denne beregning inneholder ikke materiale som er fjernet for anbringelse av åpningene og slissene, slik det skal beskrives nedenfor, og som deler legemene 00 og 02 i et drivelement, et kardanelement og et drevet element. Ved alle de viste utførelseseksempler til-intetgjør treghetsmomentet for kardanopphengningen fjærkarakteristikken for de fleksible deler av det fleksible ledd. Ved noen av utførelseseksemplene er kardanélementené forbundet for å tilintegjøre likerettede dreiemomenter, som skyldes vinkelvibrasjoner ved den dobbelte rotasjonsfrekvens for.rotoren, det vil si spinnfrekvensen.

Ved utførelsen på fig. 1-8 blir den ytre diameter av det indre rørformede legeme 00 slipt til en forhåndsbestemt lengde. Deretter bores en åpning 06 i den lukkede ende, og boringen har en diameter som svarer til diameteren av en ikke vist drivaksel. Den indre diameter av det ytre rørformede legeme 02 slipes slik at det blir glidepasning mellom legemene 00 og 02, slik at de kan skilles fra hverandre når de an- . bringes koaksialt og begge legemer har samme lengde.

Ved fremstilling av en fleksibel opphengningsinnretning ifølge oppfinnelsen anbringes de to legemer 00 og 02 koaksialt på en holder 09 som kan rotere 360° i trinn på 90° om aksen 01 og rotere 360° i 90° trinn om aksel 0-3, det vil si 360° i horisontalplanet på fig. 2. For enkelthets skyld er innstillingen av holderen 09 beskrevet i forhold til aksen 03. Aksene 01, 03 og 05 er imaginære akser i rommet og er ikke beregnet på å rotere når legemene 00 og 02

roterer. Alternativt kan verktøyutstyret være roterbart om omkretsen av legemene 00 og 02.

Radiale arreteringshull 10,12 og 14 og 16 bores diametralt i det ytre og indre legeme, idet hullene 10 og 14, resp. 12 og 16 bores samtidig. Disse arreteringshull tjener til innbyrdes bestemmelse av de to legemer i forhold til hverandre under fremstillingen av de fleksible ledd.

En tapp 13 og en skive 15 anvendes som vist på fig. 2 for montering av legemene 00 og 02 på holderen 09. Skiven 15 har hovedsakelig samme diameter som den ytre diameter av det ytre legeme 02. Tappen 13 klemmer legemene 00

og 02 mellom skiven 15 og holderen 09. Tappen 13 har radiale arreteringshull 29 og 31, og er dimensjonert slik at senterlinjene for hullene.10, 12, 14, 16, 29 og 31 ligger i flukt

på en felles akse når legemene 00 og 02 er montert på holderen 09.

Arreteringspinner 33, 35 anvendes for å holde legemene 00 og 02 arretért i forhold til holderen 09 under bearbeidelse. Pinnen 33 føres inn i hullene 10 og 14 og pinnen 35 føres inn i hullene 12 og 16.

Nå kan, som antydet på fig. 2, åpninger 40 og 42 anbringes ved hjelp av et verktøy 41. Verktøyet 41 er beregnet på elektrisk utladningsbearbeidelse. Elektrisk utladningsbearbeidelse er kjent teknologi for fremstilling av fleksible ledd, som f.eks. beskrevet i US-patentskrift nr. 3.585.866.

Verktøyet 41 frembringer hullpar 40, 42 og 54,58, idet de to ved siden av hverandre beliggende hull er adskilt av en tynn, fleksibel del 44 resp. 56 i sylinderveggen av det ytre legeme 02 resp. det indre legeme 00 ved en enkelt operasjon i radial retning. På denne måte oppnås nøyaktige hullpar. Deretter roteres holderen med de to legemer 90° og to nye hullpar anbringes osv. inntil fire fleksible ledd er dannet i hvert legeme, idet hvert ledd har et par innbyrdes ortogonale fleksible deler.

Den fleksible del 44 eller 56 er dannet av en meget tynn, gjenstående del av sylinderveggen av et rørformet legeme mellom to til hverandre grensende legemer. Denne refleksible del er meget tynn og har form av et flatt blad, som danner et to-dimensjonalt element i svingeplanet 55, som skiller de to åpninqer.

Den ortogonale beliggenhet av de fleksible deler

i hvert fleksibelt ledd gir ønsket hovedsakelig lik stivhet i radial og aksial retning. Denne egenskap er kjent som iso-elastisk. Ingen av svingeplanene for de fleksible deler i et fleksibelt ledd behøver være parallelle eller stå vinkelrett på lengdeaksen, som under drift i virkeligheten er spinnaksen for den elastiske opphengningsinnretning. I de fleste ut-førelseseksempeler danner de to svingeplan for hvert fleksibelt ledd 45° med den felles akse eller spinnaksen, men i motsatte retninger. Eksperimenter med et spesielt fleksibelt

l* edd vil gi enhver avvikelse fra et 45 o -45 o mønster som er nødvendig for å oppnå isoelastisitet. Naturligvis kan også et 0°-90° mønster anvendes, slik det skal beskrives nedenfor.

Fremstillingen av den fleksible opphengningsinnretning ifølge oppfinnelsen kan ha forskjellig utforming av åpninger og slisser, slik det skal beskrives nærmere-. Alle utførelsene omfatter anbringelsen av par av radialt i flukt liggende fleksible deler i det indre og ytre rørformede legeme 00 og 02, etterfulgt av innbyrdes dreining av de to legemer og forbindelse av deler av det ene legeme med deler av det andre legeme, slik at det dannes fleksible ledd.

Etter at de seksten åpninger 40,. 42, 46, 48, 52, 54, 58, '60, 64, 66 , 70, 72, 76 , 78, 82 og 84 er anbragt, anbringes slisser parallelt med aksen 01 i de' to legemer uten..-, at disse fjernes fra sin koaksiale stilling på tappen 13. Verktøyet .4.1 fjernes og erstattes som vist på fig. 4 med et verktøy 89, som anbringer slissen 88. Verktøyet 89 kan så; beveges langs aksen 05 til riktig posisjon for å anbringe slissen .90. Verktøyet .89. kan også være et dobbeItverktøy, som antydet med strekede linjer på fig. 4, for samtidig anbringelse av slissene 88 og 90. Den etterfølgende beskrivelse er basert på et dobbeltverktøy 89.

Deretter dreies holderen 09 90° med urviseren om aksen 01. Deretter anbringes sporene 92 og 94. Deretter dreies holderen 09 igjen 90° med urviseren om aksen 01, og slissene 96 og 98 anbringes.

Deretter dreies holderen 09 igjen 90° og slissene 100 og 102 anbringes, hvoretter holderen dreies 90° igjen med urviseren, slik at den opprinnelige posisjon gjeninntas.

På fig. 4 er det videre vist et verktøy 119 som anbringer slisser vinkelrett på aksen 01 mellom to til hverandre grensende slisser i to forskjellige par av de først-nevnte slisser. For å gjøre fig. 4 tydeligere er verktøyet 119 vist i 90° vinkelavstand fra verktøyet 89, men i praksis vil verktøyet 119 erstatte verktøyet 89, slik at ved første bearbeidelse anbringes en sliss 120, som forbinder slissene 90 og 92, slik at det blir en sammenhengende sliss mellom.

åpningene 42 og 52. Deretter dreies holderen 09 90° med urviseren om aksen 01 og slissen 122 anbringes mellom slissene 94 og 122, slik at den sammenhengende sliss 94, 122 og 96 forbinder åpningene 54 og 64. Ikke alle slissene er vist på fig. 4-8, men på fig. 10b til 10c er alle slissene og åpningene vist, det er bare den forskjell at det første siffer i hen-visningstallene er 200.

Slissene anbringes i samme operasjon i det ytre

<q>g indre legeme og de ovenfor angitte henvisninger gjelder det ytre legeme, og slissene i det indre legeme har derfor andre henvisningstall.

Deretter dreies holderen 09 90° og slissene 124 anbringes. Etter nok en dreining av holderen 09 90°, anbringes slissen 126.

Deretter fjernes de rørformede legemer 00 og 02

fra holderen 09, idet arreteringspinnene 33 og 35 fjernes fra arreteringshullene 29 og 31. Arreteringspinnene 33 og 35 fjernes ikke fullstendig og fortsetter å holde det indre og ytre legeme i samme innbyrdes forhold.

Deretter anbringes en sammenhengende rekke slisser ved hjelp av et verktøy 145, nemlig'slissene 136, 138, 140 og 142 på fig. 5. Ved disse slisser deles de rørformede legemer 00 og 02 i et drivelement, et kardanelement og et drevet element.

Verktøyet 145 er vist i horisontal stilling på fig. 4 for tydelighets skyld, men vil vanligvis ha vertikal retning. Ved de sistnevnte slisser dannes ytre drivelementer 148a og 148b, et ytre kardanelement 152, ytre drevne elementer 154a og 154b, indre drivelementer 158a og 158b, et nav 160, et indre kardanelement 162 og indre drevne elementer 164a og 164b. Verktøyet 145 er vist som et enkelt verktøy, i praksis kan dette verktøy erstattes av flere verktøy som hvert anbringer en eller flere av de sistnevnte slisser, f.eks. kan et verktøy anbringe de krumme partier og et annet verktøy kan frembringe de uformede partier.

Når alle slisser og åpninger er anbragt i de to legemer, dreies disse 180° innbyrdes og holdes i denne innbyrdes stilling ved hjelp av arreteringspinner. På denne måte er den ytre drivelementdel 148a forbundet med den indre drivelementdel 158a. Den ytre drivelementdel 148b er forbundet med den indre drivelementdel 158b. Det er nå en stiv forbindelse mellom drivelementdelene 158a og 158b, og den ikke viste drivaksel som' er montert i åpningen 06. Denne stive forbindelse skjér ved hjelp av drivelementdelene 148a og 148b og navet 160.

Det ytre kardanelement 152 er forbundet med det indre kardanelement 162. Det skal bemerkes at de rørformede legemer" 00 og 02 har glidepasning i hverandre. Forbindelsen mellom det indre og ytre kardanelement 152 resp. 162 gir et enkelt kardanelement som oppviser dynamiske karakteristikker som reaksjon på rotorforstyrrelser slik det fremgår av US-patentskrift nr. 3.678.764.

De ytre drevne elementer 154a og 154b er forbundet med de indre drevne elementer 164a og 164b og gir en stiv forbindelse mellom de indre drevne elementer 164a og 164b og.en ikke Vist rotor via flensen 04 og de ytre drevne elementer 154a og 154b.

Arreteringspinnene fjernes så fra den fleksible opphengningsinnretning, men kan forbli for å opprettholde en jevn massefordeling.

Ved utførelse ifølge fig. 9-13 er vist et indre rørformet legeme 200 og et ytre rørformet legeme 202, som på fig. 9 er vist i innbyrdes aksial avstand og etter innbyrdes dreining, det vil si ved fleksible ledd i par av kryssvis orienterte fleksible deler. Legemene har en felles akse 101. Ved denne utførelse frembringes et drivelement, et kardanelement og et drevet element av hver av legemene 200 og 202, med andre ord har denne utførelse to mellomkoplede kardanelementer som er istand til å bevege seg uavhengig innenfor små vinkler. Teorien og de dynamiske karakteristikker for en slik fleksibel opphengningsinnretning med to kardanelementer er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.678.764.

Ved denne utførelse frembringes de fleksible ledd som forbinder drivelementet med et kardanelement og et kardanelement med et drevet element på samme måte som beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 1-8. De fleksible ledd består hver av par av fleksible deler med en felles svingeakse. Ortogonale akser 203 og 205 er identisk med svingeaksene som er vinkelrett på aksen 201.

Hvert legeme 200 og 202 omfatter en rett sylinder med en lukket ende og en flens i den lukkede ende. Det ytre legeme 202 har en flens 204 og den lukkede ende har en åpning 208 for å oppta en ikke vist drivaksel. Flensen 204 har to diagonalt beliggende radiale arreteringshull 210 og 212. Et koaksialt sylindrisk legeme 216 kan være en del av det ytre rørformede legeme 202 eller kan være en separat del. Dette utførelseseksempel er det ikke nødvendig at den sylindriske del 216 er adskilt fra det ytre rørformede legeme 202. Det sylindriske legeme 216 er et avstandsstykke som begrenser innføringen av legemet 202 i legemet 200, idet det sylindriske legeme 216 holder den åpne ende av hver av de rørformede legemer i avstand fra flensen i det andre rørformede legeme når de rørformede legemer befinner seg i normal innbyrdes stilling, som vist på fig. 11, hvor det sylindriske legeme 216 er vist som en del av det rørformede legeme 202, selvom ikke dette behøver være tilfelle. Legemene 200 og 202 er montert på en tapp 213, som vist på fig. 9, og en mutter 215 holder legemene sammen. En hylse 217 holder de to legemer 200 og 202 i nøyaktig innbyrdes vinkelposisjon, idet hylsen har arreteringshull 219 og 221 med samme diameter som hullene 210 og 212. Arreteringspinner 223 og 225 er ført gjennom arreteringshullene.

Det indre rørformede legeme 200 har en flens 226

i likhet med flensen 204 på det ytre rørformede legeme 202,

og en åpning 206 for å oppta en ikke vist drivaksel som også skal tre igjennom åpningen 208 i det ytre rørformede legeme 202. Fig. 9 viser legemene 200 og 202 etter at legemet 200

er dreiet 180° i forhold til legemet 202 for å danne par av hverandre kryssende radialt forløpende fleksible deler i likhet med utførelsen på fig. 1-8.

Ved utførelsen på fig. 9-13 er den indre diameter av det ytre legeme 202 større enn den ytre diameter på det indre legeme 200. Med andre ord er det ikke her noen glidepasning som er angitt for utførelsen ifølge fig. 1-8. Den indre diameter av det indre legemet.200 er også større enn den ytre diameter av det sylindriske legeme 216. Hver av de to kardanelementer som skal dannes i den åpne ende av hvert legeme 200 og 202 vil derfor fritt kunne beveges innenfor små vinkler uten å komme i kontakt med det andre kardanelement.

Par av de til hverandre grensende åpninger i om-kretsveggen av de rørformede legemer 200 og 202 anbringes ved utførelsen ifølge fig. 1-8.

Fig. 10a til 10d viser hovedtrinnene rundt fremstillingen av denne fleksible opphengningsinnretning. Fig.

10a viser hele omkretsen av de rørformede legemer utbrettet ved. det trinn hvor åpningene anbringes. Det skal bemerkes at senterlinjene som representerer svingeplanet for de fleksible deler i det ytre rørformede legeme 2Q2,. nemlig de fleksible deler 280 og 244 er parallelle med hverandre og senterlinjene for de fleksible deler 255 og 268 er også innbyrdes parallelle. Videre er senterlinjene, det vil si svingeplanene for de fleksible deler 280 og 244 orientert ortogonalt i forhold til senterlinjene, det vil si svingeplanene for de fleksible deler 256 og 268. Bak hver av disse fire fleksible deler er det naturligvis en radialt i flukt liggende fleksibel del i det indre legeme 200. Fig. 10a til 10d viser svingeaksene 203 og .205 to.ganger på hver figur. Fig. 10b og 10c viser at slissene er anbragt, men legemene 200 og 202 er ikke dreiet i forhold til hverandre. Selvom hvert par åpninger i det indre legeme 200 ligger i flukt med et par åpninger i det ytre legeme 20 2, er ikke slissene i flukt, slik som på fig. 9, og slissene ved denne utførelse er derfor ikke anbragt med legemene 200 og 202 i en koaksial felles posisjon. Fig. 1.0d må sees i forbindelse med 10b og viser det indre legeme 200 på fig. 10c, men dreiet en vinkel på

180° i forhold til det ytre legeme 202, som har beholdt sin posisjon, som vist på fig. 10b. Denne dreining er skjematisk

antydet ved endring av posisjonen av de vertikale orienterte linjer betegnet 0°, 90°, 180° og 270°. Den innbyrdes stilling som er vist på fig. 10b og 10d er den samme som fremgår av fig. 11, hvor hvert par radialt i flukt liggende fleksible deler, nemlig parene 244 og 274, 256 og 286, 268 og 250, og de ytre venstre par 280 og 262 er innbyrdes ortogonalt orientert og dermed tilfredsstiller kravene til isoelastisitet.

De aksiale og perifere spor i legemene 200 og 202 kan anbringes ved vanlig teknikk. Plasseringen av disse spor vil naturligvis ikke påvirke nøyaktigheten med hvilken aksene 203 og 205 skjærer hverandre i det felles svingepunkt 207 på aksen 201 på fig. 9. Sporene kan anbringes ved hjelp av en holder 209 og en tapp og avstandsstykke i likhet med tappen 13 og avstandsstykket 15 på fig. 2.

Et verktøy i likhet med verktøyet 145 på fig. 4 anvendes for å anbringe slissen 336, som vist på fig. 11 og 12. Slissen 336 deler det ytre rørformede legeme i ytre drivelementer 348a og 348b, et nav 350, et ytre kardanelement 352, og ytre drivelementer 354a og 354b. Slissen 336 er den siste skjæreoperasjon som skiller et ytre drivelement fra et kardanelement og fra et drevet element, med unntagelse av de fleksible deler 244, 250, 256, osv. De ytre drivelementer 348a og 348b er deler av det ytre rørformede legeme 202, som forbinder de fleksible deler 256 og 280 med navet 350. Navet 350 omfatter en åpning 208 for å oppta en ikke vist drivaksel. De ytre drevne elementer 354a og 354b forbinder de fleksible deler 244 og 268 med flensen 204. Som det fremgår av fig.

10b og 10d er de fleksible deler 244 og 268 rotorforbundet og de fleksible deler 256 og 280 er akselforbundet, det vil si de er forbundet med den ikke viste drivaksel, resp. den ikke viste rotor.

Et verktøy som ligner i form verktøyet 145, kan anvendes for å anbringe slissen 340 som, som vist på fig. 11 og 13, deler det indre rørformede legeme 200 i indre drivelementer 358a og 358b, et nav 360, et indre kardanelement 362 og indre drevne elementer 364a og 364b. Av fig. 10d fremgår det at de fleksible deler 274 og 250 er akselforbundet og de fleksible deler 262 og 286 er rotorforbundet.

Utførelseseksempelet på fig. 9-13 har to uavhengige mellomkoblede kardanelementer som hver har to akselforbundne fleksible deler og to rotorforbundne fleksible deler som er orientert ortogonalt med de to første fleksible deler. De : to kardanelementer ved denne utførelse vil tilintetgjøre likerettede dreiemomenter som bevirkes av vibrasjoner av drivakselen når disse opptrer ved to ganger spinnfrekvensen av drivakselen på den måte som fremgår av US-patentskrift nr. 3.678.764.

Fremstillingen av utførelsen på fig. 9-13 avslut-tes ved å forbinde de to rørformede legemer 200 og 202 med hylsen 217 for å opprettholde deres aksiale og radiale innbyrdes orientering, i hvilken de er fremstilt.

Utførelsen på fig. 14 er identisk med- utførelsen . på fig. 9-13 med den unntagelse at den ikke er innrettet til å tilintetgjøre likerettede dreiemomenter som skyldes vinkel-vibras joner ved to ganger spinnfrekvensen, slik som angitt i US-patentskrift nr. 3.678.764. Som følge av denne mangel er utførelsén.ifølge fig. 9-13 med to kardanelementer normalt å foretrekke fremfor utførelsen ifølge fig. 14, som er beskrevet for å vise bredden i den nye fremgangsmåte.for fremstilling av fleksible opphengningsinnretninger.

Fig. 14b og 14c viser et mønster av åpninger som danner fleksible deler i det indre rørformede legeme 400 og i det ytre rørformede legeme 402, og som avviker fra fig. 10b og 10c. Senterlinjene for de fleksible deler på fig. 14b og 14c veksler retning for hver 90°.

Som det fremgår av fig. 14b og 14d er de akselforbundne fleksible deler begge betegnet 400 og 402, og ligger i flukt med hverandre på omkretsen og de rotorforbundne fleksible deler ligger også i flukt. Det vil si at de rotorforbundne deler 444 og 462 ligger i flukt på omkretsen og de rotorforbundne fleksible deler 468 og 486 ligger i flukt på omkretsen, de akselforbundne fleksible deler 480 og 450 ligger i flukt på omkretsen og de.akselforbundne fleksible deler 456 og 474 ligger i flukt på omkretsen. Som det fremgår av fig.

10b og 10d er en rotorforbunden fleksibel del og en akselfor-bunden fleksibel del anbragt 90 forskutt på omkretsen.

Fig. 15 og 16 viser en utførelse av oppfinnelsen, hvor det indre rørformede legeme 600 og det ytre rørformede legeme 602 består av rette sylindre. Denne utførelse gjelder en fleksibel opphengningsinnretning med to uavhengige mellomkoblede kardanelementer. Den indre diameter av det ytre

legeme 602 er større enn den ytre diameter av det indre legeme 6 00 for å muliggjøre uavhengig bevegelse av de to kardanelementer . Endeflensene 604a og 604b på det indre rørformede legeme 6 00 tjener som avstandsholderen mellom de rørformede legemer og holder disse i konsentrisk posisjon.

Radiale arreteringshull 610, 612, 614, 616, 618, 620, 620b, 622, 624, 624b, 626, 628, 628b, 630, 632 og 632b er boret i legemene 600 og 602 som vist på fig. 16a og 16b. Naturligvis kan det anvendes mindre enn seksten arreteringshull for .å holde legemene 600 og 602 i konsentrisk posisjon. Av fig. 16b og 16c fremgår at etter anbringelse av åpningene og sporene blir det indre legeme 600 dreiet i en vinkel på 90°. Det minste antall radiale arreteringshull som er nød-vendig er i posisjonen 0° og 90°. Denne symmetri for de seksten radiale arreteringshull er vist på fig. 16a og 16b,

og vil gjøre håndteringen av legemene 600 og 602 minimal, ingen spesiell orientering av legemene er nødvendig for å begynne anbringelsen av åpningene.

Legemene 600 og 602 er montert på en ikke vist tapp 613 og åpningene og de fleksible deler anbringes på den måte som er beskrevet under henvisning til utførelsen på

fig. 1-8. Det skal bemerkes at utførelsen ifølge fig. 15 og 16 har et åpningsmønster for dannelse av en fleksibel opphengningsinnretning med to kardanelementer, og legemene dreies en vinkel på 90° etter at hullene og slissene er dannet. Dette er en annen variasjon av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Sammenlignet med utførelsen på fig. 10b og 10c har denne et mønster for en fleksibel opphengningsinnretning med to kardanelementer, men her er dreiningen en vinkel på 180° etter at åpningene og slissene er anbragt.

Utførelsen på fig. 15 og 16 er beregnet på å til-intetgjøre likerettede dreiemomenter som skyldes vinkelvibrasjoner med to ganger spinnfrekvensen for den roterende fleksible opphengningsinnretning. Tilintetgjørelsen av slike likerettede dreiemomenter som stammer fra vinkelvibrasjoner med to ganger spinnfrekvensen, er beskrevet i US-patentskrift nr. 3.678.764, som nevnt ovenfor. Av fig. 16b og 16c fremgår det at hvert 90° intervall rundt omkretsen av de rørformede legemer, er ved denne utførelse et par radialt, i flukt • liggende fleksible deler, akselforbundet med den ene av hvert par fleksible deler og rotorforbundet med den andre av.hvert par fleksible deler ifølge US-patentskrift nr. '3.678.764.

De aksiale og perifere slisser i legemene 600 og 602 kan anbringes samtidig, det vil si uten at legemene skilles ad. Slissene kan anbringes med legemene i koaksial og skjøvet i hverandre, det vil si konsentrisk anordnet i forhold til hverandre, fordi hvert spor i det indre legeme er'." i radial flukt med det tilsvarende spor i det ytre legeme.

En fleksibel opphengningsinnretning. fremstilles ved å forbinde det ytre drivelement 748 med flensen 604a, som på sin side er forbundet med det indre drivelement 758. Det.;, ytre drevne element 754 er forbundet med f lensen-604 b, som på- • sin side er forbundet med det indre drevne element 764. Ut-førelsen på fig. 15 og 16 er symmetrisk og elementet i,hver: ende kan anvendes som drivelement eller drevet element. Det ikke viste nav med en åpning har en senterlinje langs den felles akse 601, og kan festes på innersiden av det indre, det vil si det drivende element 758 for å forbinde drivelementet med en drivaksel. Et rotorelement som ikke er vist kan festes til den ytre overflate av det ytre drevne element 754. Fig. 17a til 17c viser de sylindriske vegger av legemene i utbrettet tilstand, og hvor det også er anvendt to rette sylindre som det indre 800 og det ytre 802 legeme. Fig. 17a til 17c er identiske med fig. 15 og 16, bortsett fra at denne utførelse har bare ett kardanelement. Forskjellen mellom denne utførelse og utførelsen på fig. 15 og 16 er at avstandsflensene mellom legemene 800 og 802 er sløyfet og den ytre diameter av det indre legeme 800 og den indre diameter av det ytre legeme 802 har glidepasning, slik at de kan skyves i hverandre, og åpningsmønsteret krever en dreining på 180° av legemene innbyrdes etter at åpningene og slissene er anbragt.

Det skal bemerkes at ved denne utførelse dannes den fleksible opphengningsinnretning ved kombinasjon av konsentrisk anordning av to rørformede legemer, hvis innbyrdes posisjon er slik som vist på fig. 17a-17c, det vil si indre element er dreiet 180° etter at åpningene og slissene er anbragt. Deretter forbindes drivelementene 948 og 958 med hverandre, kardanélementené 952 og 962 med hverandre og de drevne elementer 954 og 964 med hverandre.

Når det gjelder selve fremstillingen, kan f.eks. verktøyet 41 på fig. 2 ikke bare anbringe hullparene 40,42

og 46,48, men kan også samtidig anbringe åpningene i den motsatte vegg i hver av de rørformede legemer, nemlig åpnings-parene 70,72 og 64,66 i det indre og ytre rørformede legeme 00 og 02 som vist på fig. 3. Tilsvarende kan også åpningene anbringes ved utførelsen på fig. 9-13 ved en arbeidsoperasjon av verktøyet, forutsatt at det rørformede legeme 216 er et særskilt avstandslegeme og ikke en del av det ytre rørformede legeme 202. Denne forenklede fremstilling kan imidlertid ikke anvendes på utførelsen som er vist på fig. 14 og fig. 15-16, fordi tilsvarende åpninger i motsatte sider av de rør-formede legemer ikke ligger i flukt, men kan anvendes ved ut-førelsene som er vist på fig. 17. Generelt

kan denne forenklede fremstilling anvendes på enhver utførelse hvor de koaksiale rørformede legemer roteres 180° for å danne åpninger med fleksible deler mellom seg, forutsatt at det ikke er noe legeme mellom åpningene på motsatte sider av de rørformede legemer som ikke kan fremstilles for seg.

Fig. 18 viser i sideriss og delvis i snitt et gyroskop 1400 med fleksibelt opphengt fri rotor ifølge oppfinnelsen i og med at den fleksible opphengningsinnretning 1410 er vist som utførelsen på fig. 1-8, men alle utførelsene som ovenfor er beskrevet, kan anvendes for opphengning av gyroskopets rotor. Gyroskopet på fig. 18 omfatter en fleksibel opphengningsinnretning 1410, en drivaksel 1412 og et svinghjul 1414. Den fleksible opphengningsinnretning 1410 forbinder drivakselen 1412 med svinghjulet 1414. Svinghjulet 1414 kan være festet til flensen 1404 for den fleksible opphengningsinnretning 1410.

Den prinsipielle virkemåte for gyroskopet er basert på vinkelavkobling for rotoren, f.eks. svinghjulet 1414 fra drivakselen 1412. For å forstå dette antas forbindelsen mellom svinghjulet og akselen å være et friksjonsfritt universalledd. Ved et slikt universalledd vil det være minimal motstand mot vinkelbevegelser mellom svinghjulet og akselen. I tillegg hertil vil universalleddet ha stor motstand mot forskyvning parallelt og vinkelrett på spinnaksen.

Når treghetsmomentet for hvert kardanelement er justert i samsvar med avstemningsbetingelsene, kan den spinnende rotor fritt avbøyes innenfor små vinkler uten å påføres reaksjonsdreiemomenter. Et hovedsakelig friksjonsløst universalledd er således oppnådd. Dette er beskrevet nærmere i US-patentskrift nr. 3.678.764. Den tørre, det vil si væskeløse, avstemte rotors egenskaper eliminerer alle ulempene ved elektriske tilførselsledninger, masseustabilitet, strålingsfølsomhet, sjikting av væske, kardansvingetapper, etc., som er felles for væskéfylte gyroskoper;

Av fig. 18 fremgår at svinghjulet 1414 er festet på flensen 1404, og som det fremgår av. fig. 5, derfor i sin tur forbundet med de drevne elementer 154a, 154b, 164a og 164b og via de fleksible deler med kardanelementer 152 og 162, se fig. 5 og 8, og også fig. 4. Kardanélementené 152 og 162, som er forbundet med hverandre, er festet på drivelementene 148a, 148b, 158a og 158b av de fleksible ledd. Svinghjulet 1414 og den fleksible opphengningsinnretning 1410 danner hele det følsomme element. Som vist på fig. 18 er akselen 1412 båret i huset 1416 ved hjelp av et par forhåndsbelastede kulelagre 1.418. Kulelagrene i dette instrument er ikke deler av det- følsomme element og har derfor ingen innvirkning på masseubalanse av svinghjulet 1414.

Kapasitive uttak omfatter et antall elektroder 1420, som i samvirke med flensen 1422 på svinghjulet 1414 danner fire par kondensatorer for avføling av vinkelavvikelsen av gyroskophuset i forhold til rotorelementet. De avgitte signaler bringes til utligning ved dreiemomenter og servo-sløyfer som ikke er vist, og derved tilveiebringer to akser for treghetsstabilisering eller vinkelmåling. De fire kondensatorer er jevnt fordelt rundt flensen 1422, av hvilke bare en er vist på fig. 9.

Hjelpemidler for påtrykning av virvelstrømmomenter på svinghjulet 1414 er vist på fig. 5. En andre ledende flens 1424 er anbragt rundt og på den andre side av svinghjulet 1414. Flensen 1424 strekker seg inn i et luftgap mellom fire symmetrisk på omkretsen anordnede elektromagneter 1426a, 1426b, 1426c og 1426d, av hvilke bare magneten 1426d er vist:på fig. 18. Hver elektromagnet har en energiseringsspole, som til-føres energiseringsstrøm, f.eks. styrt av en servoinnretning eller en datamaskin. Elektromagnetene er båret av en brakett som er festet i huset 1416. Når det er ønskelig å tilføre et dreiemoment på svinghjulflensen 1424, energiseres spolene i elektromagnetene. Virvelstrømmer induseres i flensen 1424, som samvirker med det magnetiske felt for frembringelse av slikt dreiemoment.

Skjerming mot ytre magnetfelter oppnås ved valg

av egnet materiale i huset 1416, som kan bestå av stål med høy permeabilitet.

Spinnmotoren kan være en tre-fase hysteresis synkronmotor som driver akselen 1412, den fleksible opphengningsinnretning 1410 og svinghjulet 1414 med en ønsket spinnfrekvens. Motoren omfatter statorviklinger 1430, en hysteresis-ring 1432 og et nav 1434.

Claims (5)

1 . Fleksibel opphengningsinnretning for rotoren i et gyroskop, omfattende et par indre (200) og ytre (202), konsentriske rørformede legemer som er forbundet med hverandre og har et antall par (240,242;246,248;252,254;258,260;264,266;

270,272;276,278;282,284) i rørveggen ved siden av hverandre beliggende åpninger som danner fleksible ledd (244,250,256,262, 268,274,280,286) i et første plan med en radial fleksibel akse (203;205) og en aksial akse (201) vinkelrett på denne for hvert ledd i det indre rørformede legeme som er orientert hovedsakelig vinkelrett på det fleksible plan for et fleksibelt ledd i det ytre rørformede legeme, et par overfor hverandre beliggende fleksible ledd med hovedsakelig vinkelrett på hverandre orienterte fleksible plan som har en felles fleksibel akse for å danne en fleksibel opphengning, hvilket indre rør-formede legeme har en drivelementdel (358a,358b), en kardanelementdel (362) og en dreven elementdel (364a,364b) forbundet med et par indre fleksible ledd, og hvilket ytre rørformede legeme har en drivelementdel (354a,354b), en kardanelementdel (352) og en dreven elementdel (348a,348b), og hver indre kardanelementdel er forbundet med drivelementdelen og med den indre drevne elementdel ved et par (250,262;274,286) ved siden av hverandre beliggende fleksible ledd, og hver ytre kardanelementdel er forbundet med den ytre drivelementdel og med den ytre drevne elementdel ved et par (244,256;268,280) ved siden av hverandre beliggende fleksible ledd, karakterisert ved at den indre drivelementdel og den indre drevne elementdel er aksialt forskutt i samme retning fra sine respektive fleksible akser, og at den ytre drivelementdel og den ytre drevne elementdel er forskutt aksialt i samme retning fra sine respektive fleksible akser.

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den indre drivelementdel (358a,358b) omfatter et første nav (360) som er forbundet med det første par fleksible ledd (250,274) og har hjelpemidler for å forbinde det indre rørformede legeme (200) med en drivaksel (213).

3. Innretning ifølge krav 1, karakteris-ert ved at den ytre drivelementdel (354a,354b) omfatter et andre nav (350) for å forbinde det ytre rørformede legeme (202) med en drivaksel (213).

4. Innretning ifølge krav 2 og 3, karakterisert ved at det første nav (360) er anordnet ved den ene ende av det indre rørformede legeme (200) og er forbundet med den indre kardanelementdel (362) ved det første par indre fleksible ledd (250,274), og at det andre nav (350) er anordnet ved den ene ende av det ytre rørformede legeme (202) og er forbundet med den ytre kardanelementdel (352) ved det første par ytre fleksible ledd (256,280).

5. Innretning ifølge krav 4, karakterisert ved et tredje rørformet legeme (217) som er anordnet koaksialt med det indre (200) og ytre (202) rør-formede legeme, og som forbinder det første (360) og andre (350) nav på sådan måte at de fleksible akser skjærer hverandre i et felles punkt (207).