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Unmagnetischer Kompass.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, welche dazu bestimmt ist, die geographische Breite und Länge des Schiffsortes selbsttätig und beständig ohne ZuhilfenahmevonGestirnbeobachtungenanzugeben.
Zur Erreichung dieses Zweckes wird die bekannte mechanische Eigenschaft des Gyroskopes benützt, dass nämlich, einmal in Umdrehung versetzt, seine Achse in einer unveränderlichen Richtung verbleibt ; es hat dies zur Folge, dass, wenn sich die Achse eines solchen Gyroskopes auf einem Schiffe an einer durch die geographischen Koordinaten qu,). bestimmten Stelle A der Erde in lotrechter Richtung befindet und sich dann das Schiff auf eine andere Stelle B begibt, die Achse des gyroscopes nicht mehr auf dem Horizonte von B senkrecht bleibt, sondern einen gewissen Winkel mit der Lotrichtung in B bildet ;
die Projektionen dieses Winkels werden auf der Ebene des Breitenkreises bzw. auf derjenigen des Meridianes den Veränderungen der geographischen Länge und Breite zwischen dem Punkte entsprechen. Hiebei wird natürlich von der Drehbewegung der Erde abgesehen, weiche übrigens nur auf die Werte der Längenveränderungen einwirkt, und leicht berechnet werden kann. Damit die Achse des Gyroskopes die Veränderungen der geographischen Länge und Breite anzeigen kann. ist es notwendig,
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werden, welche die beiden verschiedenen Werte'ersichtlich machen.
Die Vorrichtung darf das Stampfen und RoHen des Schiffes nicht empfinden und muss auch ihre Orientierung unabhängig von der Fahrtrichtung des Schiffes'unverändert beibehalten ; zu diesem Zwecke wurden geeignete Vorkehrungen getroffen, die nachstehend erläutert werden.
Der Erfindungsgegenstand ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise der- anschaulicht, u. zw. stellt Fig. 1 die Vorderansicht der ganzen Vorrichtung teilweise im Schnitte dar ; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Teiles der Vorrichtung von der rechten
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nach X-X der Fig. 1. Fig. 4 ein Schnitt durch das Gyroskop.
Sämtliche Figuren sind schematisch dargestellt.
Das elektrisch angetriebene Gyroskop 1 besteht aus drei Feldmagneten 2,.'/und 4 und aus drei Armaturringen J, P und 7 (Fig. 4) ; die Feldmagnete sind auf der Achse's' festgekeilt, während die mittels Drchstrou. in Drehung versetzten Armaturen auf der genannten Achsel mit den Naben 9 lose aufgesteckt sind.
Die Massen der Feldmagnete und 4, ebenso ihre Trägheitsmomente in bez@ g auf die Achse 8 sind einander gleich, ferner
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gegengesetzter Richtung zur Armatur 6 drehen ; auf diese Weise entstehen auch in den Feldmagneten 2 und 4 Rückwirkungen von entgegengesetzter Richtung zu derjenigen im
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Das Gyroskop ist in einem vollkommenen kardanischen Systeme angeordnet, u. zw. Ist die Achse 8 mit ihren beiden Enden an zwei diametral entgegengesetzten Punkten des
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senkrecht auf der Achse 8.
Das ebengenannte kardanische System und somit auch das in demselben aufgehängte Gyroskop 1 sind mittels zweier an dem Ringe 13 angeordneter Zapfen 15 und 1 in einem
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An dem unteren Teile desselben Rahmens ist ein zweites Gyroskop 17 angeordnet von der gleichen Form, wie das mit 1 bezeichnete oder es wird dasselbe einfacher aus einer einzigen Masse gebildet ; die Achse dieses Gyroskopes ist in einem Ringe 18 drehbar
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getragen wird.
Die Ebene des Reifens 21 befindet sich etwas über dem Schwerpunkte der durch die Zapfen 2C getragenen Masse, um das Umkippen des Systemes zu vorhüten. Die lotrechten mittelebenen des Bügels 22 und des Rahmens 14 stehen aufeinander senkrecht. Der Bügel 22 endigt oben in ein Stäbchen 23, welches mit einem halbkugeligen Becken 24 verbunden ist,
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iu zwei an einem Dücl, balken 28 des Schiffes befestigten Uängelagern 27 gelagert.
Das halbkugelige Becken 24 besitzt eine mittlere Aushöhlung 29 und zwei ringförmige Rinnen. 30, und sind alle drei Räume teilweise mit Quecksilber gefüllt, in welches stets die drei Leiter 31 des Dreiphascnstromes, in welcher Weise auch immer das genannte System sich dreht, eintauchen.
Die Leiter gehen, den verschiedenen Trägern folgend, zu den Klemmen 32 und mittels Abzweigungen zu den Klommen 33 und erreichen von diesen beiden durch die hohlen Achsen der kardanischen Aufhängungen hindurchgehend die Gyroskope 1 und 17.
Auf den Achsen 12 und 16 der kardanischen Aufhängung des Gyroskopen 1 sind die Kugelschalen 34 und 35 angebracht, die ein und derselben Kugel angehören, deren Mittel- punkt mit dem Mittelpunkte dos Gyroskopes übereinstimmt. Die Ränder 36 und 37 dieser
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eben beschriebene Einrichtung nicht die einzig mögliche, da man den gleichen Zweck auch durch irgendeine andere Übertragungsvorrichtung erhalten kann. Auf der durch den Rahmen 11
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welches das Drehen des Zeigers 43 bewirkt ; ein anderer Zeiger 44 ist an einer Büchse, die dem Zifferblatte 41 als Drehzapfen dient, befestigt und behält immer seine Lage bei.
Die Zahnräder 38 und tW, sowie die Getriebe 40 und 42 haben gleichen Durchmesser ; das Übersetzungsverhältnis kann beliebig gewählt werden, da man dabei nur die Vergrösserung der durch die Zeiger angegebenen Winkelwerte im Auge hat, um das Lesen zu erleicbtcru.
Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise :
Man nehme an, dass die Achse des Gyroskopes 1 bei der Fahrt des Schiffes von einer Stelle der Erdkugel zur anderen immer dieselbe Richtung beibehält, dass durch die
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werden und dass das Gyroskop 17 die Orientierung der Vorrichtung gemäss Nord'Snd unverändert beibehält, ferner dass sich das Schiff in einem Punkte des Äquators, welcher den Ursprung der geographischen Länge bildet, befindet, dass die Vorderseite des Ziffer- blattes.
11 gegen Osten gewendet ist, dass die Achse des Gyroskopes lotrecht und die Zeiger 43 und 44 eben@alls lotrecht sind und beide auf dem Zifferblatte 0 zeigen, welch
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wird sich die Achse des Gyroskopes um einen diesen Bogen entsprechenden Winkel in der Mittelebene des Schiffes ohne irgendwelche seitliche Verschiebung drehen.
Infolge dieser Bewegung dreht sich der Ring 13 um die Achse 15-16, so dass auch das Rad 38 und das Zifferblatt 41 gedreht werden, auf welchem der Zeiger 44, der unbeweglich bleibt, die
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Kalotte 3. 5 bei seiner schwingenden Bewegung mit, wodurch die Kalotte 34 und somit der Zeiger 43 in derselben Richtung und um denselben Winkel wie das Zifferblatt gedreht wird aus diesem Grunde ist die angezeigte Veränderung der geographischen Länge Null,
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kreise vorwärtsgeht, so wird die Vorrichtung ihre ursprüngliche Orientierung beibehalten, und die Achse des Gyroskopcs wird sich immer auf die Mittelebene des Schiffes neigen (weiche Ebene.
dabei zu der Mittelebene des Schiffes normal ist, wenn sich das Schiff längs eines Meridianes bewegt), dabei dreht sich der Ring 10 um die Zapfen 11-12 und es
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die Veränderung der geographischen Länge auf dem unbeweglich bleibenden Ziffernblatte anzeigt.
Dabei ist, da der Zeiger 44 und das Zifferblatt unbeweglich bleiben, die Veränderung in der geographischen Breite Null, wie dies bei der gemachten Annahme der Schiffbewegung auch der Fall sein muss.
Wenn das Schiff nach irgendeinem Bogen fährt, werden bei der Vorrichtung natürlich zusammengesetzte Bewegungen erzeugt, welche die gleichzeitigen geographischen Länge- und Breiteveränderungen angeben.
Bei der Abfahrt des Schiffes kann man die Vorrichtung so einstellen, dass beide Zeiger 0 zeigen, dann geben die Ablesungen am Zifferblatte die Veränderungen der geographischen Längen und Breiten an, welche zu den geographischen Koordinaten des Abfahrtspunktes hizugeschlagen oder davon abgezogen werden müssen, um die geographische Länge und Breite des jeweiligen Schiffsortes zu erhalten. Wenn dagegen die Vorrichtung gleich bei Beginn der Fahrt so eingestellt wird, dass dieselbe die geographische Koordinaten dos Abfahrtsortes angibt, so wird dieselbe allemal die absoluten geographischen Koordinaten des Punktes, in welchem sich das Schiff augenblicklich beendet, anzeigen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur selbsttätig (n und ununterbrochenen Bestimmung der geographischen Koordinaten des Schiffsortes mit zwei elektrisch angetriebenen, kardanisch aufgehängten
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siernngsgyroskopes) derart um die Achsen (11-12 bzw. 15-16) der kardanischen Aufhängung schwingen kann, dass mittels voneinander unabhängiger Triebwerke beim Ausschlago der Achse nach der einen oder anderen Richtung Zeiger bewegt werden, welche die geographischen Breiten und Längen angeben, während das zweite Gyroskop dazu dient, die Orientierung des ersten unverändert aufrecht zu erhalten.