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Unmagnetische Kompass.
Die Erfindung betrifft einen als Ersatz für Kompasse, zur Vornahme von Kompass- Deviations-Bestimmungen und zur Kontrolle des Regelkompasses auf Schiffen bei grösseren Kurswechseln dienenden Richtungs-Indikator, der auch in allen jenen Fällen Verwendung
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Angaben mehr macht.
Dieser Richtungs-Indikator, welcher auf dem Prinzip der Beharrung der Achse rotierender Körper beruht, besteht im wesentlichen aus zwei elektrisch angetriebenen Gyroskopen (Kreiseln), welche ihre Richtkraft durch Zwischenorgane zwangsweise, jedoch in gleichem Sinne auf eine Windrose übertragen, so dass bei Einstellung der Kreiselachsen parallel zur Erdachse die Verstellung der Windrose gegen einen festen Steuerstrich den Richtungswinkel angibt.
Die Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht einen derartigen RichtungsIndikator im Aufriss und teilweise im senkrechten Schnitt. Fig. 2 ist eine Oberansicht des Indikators. Die Fig. 3 und 4 zeigen in grösserem Massstabe einen der Kreisel im senkrechten Schnitte und in der Seitonansicht.
Wie ersichtlich, besteht der Richtungs-Indikator aus zwei Gyroskopen (Kreiseln) A A, zwischen welchen eine \ vorteilhaft aus Aluminium hergestellte Windrose B drehbar angebracht ist.
Jedes der beiden Gyroskope besitzt einen auf elektrischem Wege, z. B. durch einen Innenpol-Serienmotor bekannter Art angetriebenen Rotationskörper, welcher aus einem den Motor einschliessenden Me. ssinggehäuse a, dem mit der Ankerwicklung versehenen inneren Weicheisenring c und dem Kollektor d besteht. Diese aus den Teilen a, c und d zusammengesetzte Schwungmasse sitzt mitte1st Kugellagern f auf einer vorteilhaft aus einem dünnen Stahlrohr bestehenden, die Stromzuleitungsdrähte aufnehmenden Hohlwelle g, welche innerhalb des Gehäuses a den strahlenförmigen Feldmagneten h des Motors trägt und in einer cardanischen Aufhängevorrichtung gelagert ist.
Der lotrechte, elliptische Form besitzende Cardanring i ist oben mittels eines hohlen zum Durchziehen der Leitungsdrähte dienenden Zapfens z in dem Ständer j und unten auf Kugeln ).'drehbar gelagert. Dieser Ring i trägt um Bolzen drehbar den wagerechten die Welle 9 tragenden Cardanring und aussen den äquatorial und fest angebrachten Zahnkranz m.
Auf der Welle 9 hängt drohbar ein an seiner Innenseite gezahnter Halbring 11 aus Bronze, welcher mittels eines in die Zahnlücken eingreifenden Hakens ol ein Gewicht o trägt.
Dieses Gewicht kans mittels eines in beliebiger Weise von Hand aus hobbaren, gegabelten Hebels p angehoben und hiedurch von dem Halbring n gelöst werden.
Vor dem mit einem Zeiger q versehenen Vorderteil des-horizontalen Cardanrioges I ist ein um die Drehachse desselben gekrümmtes, festes Bogenstück r angebracht, welches eine den Breitengraden entsprechende Teilung besitzt.
Die Zahnkränze m beider Gyroskope greifen in je einen mittels seines unteren Zapfens vorteilhaft in Steinlagern gehaltenen Zwischengetriebe s bezw. s ein und beide Getriebe sl, s stehen mit an dem Umfang der Windrose B angebrachten Zahnkranz t in Eingriff.
Durch diese Einrichtung wird erzielt, dass sich die Windrose im selben Sinne wie die beiden Gyroskope verdrehen kann. Die auf Kugeln gelagerte Welle der Windrose B ist an dem Oberende mit einem Griff M versehen, mittels dessen die Windrose von Hand
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Richtungs-Indikators ist folgende :
Wenn die beiden Gyroskope, deren Achsen stets zueinander parallel bleiben, durch Einleiten von Strom in die Motoren in Gang gesetzt werden, wird jede relative Bewegung derselben zur Kielrichtung des Schiffes dadurch kenntlich gemacht, dass sich die Windrose mittels der genannten Übertragungsorgane um den gleichen, d. h. dieser relativen Bewegung entsprechenden Betrag gegenüber einem festen Steuersthche f (Fig. 2) verdrehen
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Eine Gyroskopachse behält aber nur dann der Erde gegenüber stets die gleiche Stellung bei, wenn diese Achse mit der Erdachse parallel ist, weil erstere in diesem Falle bei der Umdrehung der Erde auch zu sich selbst parallel bleiben kann.
Die Achsen beider Gyroskope müssen daher vor dem Ingangsetzen derselben in den der geographischen Breite des Beobachtungsortes entsprechenden Neigungswinkel zur Horizontalebene und in die Meridianebene bezw. in die Nord-Südrichtung eingestellt werden.
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Die Breiteneinstellung erfolgt in der Weise, dass das Gewicht o mittels des Hebels p gehoben und hiedurch die Aufhängevorrichtung dieses Gewichtes vom gezahnten Halbring n gelöst wird, worauf das rückwärtige bezw. dem Zeiger q abgewendete Ende der Gyroskopachse so weit gehoben oder gesenkt wird, bis der Zeiger q auf den der geographischen Breite des Beobachtungsortes entsprechenden Teilstrich der Teilung des Gradbogens r zeigt, n welchem Falle die Gyroskopachse die richtige Stellung einnimmt. Das Gewicht o wird sodann wieder gesenkt, so dass es wieder frei auf dem Halbring n hängt.
Zu bemerken ist, dass eine nur beiläufig genaue Breiteneinstellung genügt, um keine Fehler in der Angabe der Windrose herbeizuführen.
Um nun die Gyroskopachse in die Nord-Südrichtung zu bringen, wird nach erfolgter Breiteneinstellung die Windrose bezüglich ihrer Lage zum Steuerstrich mittels des Griffes u entsprechend gedreht, wobei die notwendige Orientierung nach irgendeiner vorhandenen Deckpeilung erfolgt. Durch Verdrehung der Windrose werden auch die Gyrskopachsen verschwenkt, bis sie sich in die Nord-Südrichtung stellen.
Nunmehr kann dem Apparat Strom zugeführt werden und sobald beide Gyro. ikope A in Bewegung sind, wird sich die von den letzteren beeinflusste Windrose B wie ein Kompass verhalten. Hiebei wird durch das stets an dem tiefsten Punkt des Halbringes- ! hängende Gewicht o bewirkt, dass die Gyroskopachse in dem eingestellten, der geographischen Breite entsprechenden Winkel zur Horizontaien erhalten und das Heraustreten dieser Arhse aus
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verhindert wird.
Da beide Gyroskope stets gekuppelt bezw. gleichzeitig auf die Windrose einwirken, so kompensieren sie zufolge ihres allfällig entgegengesetzten Ganges die von der Unsymmetrie der Schwungmasse abhängigen, horizontalen Wanderungen der Gyroskopachsen.
Um die durch die Unsymmetrie des magnetischen Feldes sonst hervorgerufenen Un- regelmässigkeiten zu beseitigen, werden die Gyroskope nicht beständig vom elektrischen Strom betrieben, sondern erhalten nur abwechselnd kurze Stromimpulse. In den meisten Fällen genügen wenige Sekunden dauernde, in Zeitabschnitten von 1-11/2 Minuten erfolgende Stromimpulse, um eine Umdrehungszahl von 6-8000 Touren pro Minute zu erzielen.
Die dünnen aus Stahl hergestellten Gyroskopachsen ermöglichen zufolge ihrer Elastizität, dass sich dieselben dom eventuell wandernden Schwerpunkt der im Gange befindlichen Schwungmasse anpassen können.
Da die Elektromotoren der Gyroskope fast gar keine Arbeit zu verrichten haben, wird ein Betriebsstrom von 2 Amp. und 50-60 Volt, d. h. ungefähr /g Pferdestärke vollauf genügen, um die nötige hohe Umdrehungszahl der Schwungmasse zu erzielen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Unmagnetischer Kompass, gekennzeichnet durch zwei elektrisch angetriebene Gyro-
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gleichem Sinne auf eine Windrose übertragen, so dass bei Einstellung der Kreiselachsen parallel zur Erdachse die Verstellung der Windrose gegen einen festen Steuerstrich den Richtungswinkel angibt.