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Meridiankreisel.
Ein als Kurszeiger ausgebildeter Kreisel mit Foucaultscher Tendenz, der sich also in gleichsinnigem Parallelismus mit der Erdachse zu stellen sucht, wird bei Benutzung auf Fahrzeugen durch Geschwindigkeits- und Richtungsänderungen der letzteren derart beeinflusst, dass ein Störungsausschlag um die Vertikalachse resultiert, und man hat bisher, um diese Störung auf einen praktisch zulässigen Betra- zu vermindern, Gyroskope von sehr grosser Schwingungsdauer um die Vertikalachse zur Anwendung bringen müssen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Konstruktionen von MeridiankreMeln, die gleichzeitig eine kurze Schwingungsdauer und eine Verkleinerung des Störungsausschlages bezwecken.
Es ist bekannt, dass die Schwingungsdauer eines ungedämpften Meridiankreisels um seine
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des Wertes von g sowohl die Störung als auch die Schwingungsdauer verkleinert werden kann.
Nun ist es naturgemäss nicht möglich, die Schwerebeschleunigung selbst zu vergrössern, aber man kann sehr wohl zu dem Felde der Schwerkraft ein weiteres Kraftfeld hinzufügen, welches ohne die freie Drehbarkeit des Kreisels um seine vertikale Achse zu beeinträchtigen, insofern wie eine Vergrösserung von g wirkt, als es der Forderung genügt, gleichzeitig sowohl die Schwingungdauer wie den Störungsausschlag des Meridiankreisels zu verkleinern.
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zu dämpfen, da durch die Dämpfung eine Vergrösserung der Schwingungsdauer erfolgt, während im Gegensatz hiezu, durch die Einführung eines Hilfskraftfeldes, gemäss vorliegender Erfindung eine Verkleinerung der Schwingungsdauer angestrebt und erreicht wird.
Fig. 1 zeigt als Beispiel in schematischer Darstellung eine Ausführungsform mit elektro- magnetischem Hilfsfeld. Das Gyroskop besteht in der Massenscheibe m, welche leicht drehbar im Rühmen r relagert ist und elektrisch, z. B. durch Mehrphasenstrom, angetrieben wird. Die
Antriebsvorrichtung ist als für das Wesen der Erfindung unerheblich in der Zeichnung fortgelassen.
Der Rahmen r ist mit der vertikalen Achse a verbunden, um diese leicht im Lager l drehbar,
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Es ist erforderlich, diesen Elektromagneten gegen die Wirkung der Schiffsschwankungen zu schützen und hiezu können die in solchen Fällen üblichen Einrichtungen dienen, z. B. kann der ganze Tragrahmen t bzw. der Teil, auf welchem der Elektromagnet e befestigt ist, kardanisch aufgehängt werden, oder man kann diesen Teil auf eine Tragplatte setzen, die etwa durch ein besonderes Kreiselsystem dauernd horizontiert wird, wie dies schematisch auch in Fig. 1 an- gedeutet ist.
Damit in keinem Falle bei Drehung des mit dem Schiff verbundenen Tragbodens der Kreisel, selbst wenn noch keine magnetischen Remanenzwirkungen oder dgl. vorhanden sein sollten, mitgeschleppt wird, ist es unter Umständen zweckmässig, noch eine Vorrichtung anzubringen, welche, sobald sich das Schiff um einen gewissen Winkel dreht, den Tragboden des Kreisels bzw. des Magneten um den gleichen Winkel, aber in entgegengesetzter Richtung dreht, so dass die relative Lage zwischen dem Magnet und seinem Anker immer die gleiche bleibt. Eine derartige Nachdreheinrichtung kann unter Anwendung eines pneumatischen Relais und eines nach dem
Prinzip der Schirmwirkung eingerichteten Induktionsmotors in bekannter Weise etwa gemäss der deutschen Patente Nr. 182062 und 212085 angeordnet werden.
An Stelle der Entlastung durch einen Schwimmer kann auch eine solche treten, bei welcher magnetische oder elektromagnetische Hub-oder Zugkräfte oder auch die abstossende Wirkung eines \\'echselstromfeldes auf gut leitende MetaJJP1assen wirksam sind.
Dass das zusätzliche Kraftfeld genau in der Richtung des Schwerkraftfeldes, d. h. senkrecht nach unten ziehend wirkt, ist nicht erforderlich. Es muss nur ständig in dem Sinne wirksam sein, dass sowohl die Schwingungsdauer als auch ein etwaiger Störungsausschlag des Kreisels ver- kleinert werden, und dazu genügt jedes symmetrisch in bezug auf die durch den Aufhängepunkt des Kreisels gelegte Vertikale orientierte Kraftfeld, welches den Winkel, um den die Vertikal- achse des Kreises bei dessen Rotation von der wahren Vertikalrichtung abweicht, zu ver- kleinern strebt, und dessen Wirkung mit dem Wachsen dieses Winkels gleichfalls von 0 anfangend zunimmt.
Je grösser man dabei die von der Masse des Kreisels unabhängige Wirkung dieses Zusatz- feldes gegenüber dem Produkt m ga macht, um so vollkommener wird der beabsichtigte Zweck erreicht werden und es erscheint nicht unmöglich, auf diese Weise einen praktisch störungs- freien Kreisel von mässiger Schwingungsdauer herzustellen.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher das zusätzliche Kraftfeld von einem Wechsel- stromsolenoid M.'geliefert wird, das auf eine mit der Vertikalachse a des Kreisels verbundene Metallmasse c in der Weise abstossend wirkt, dass sie diese in ihre vertikale Mittelachse, wo der Kraftfluss am kleinsten ist. zu drängen sucht. Die Feldstärke im Solenoid nimmt von der Mitte nach der Wand hin allseitig symmetrisch zu und infolgedessen wird auch die abstossende Kraft um so stärker, je weiter die Kreiselachse von der Vertikalen abgelenkt ist, wenn zuvor der ruhende Kreisel so orientiert war, dass seine Vertikalachse in die vertikale Mittelachse des Solenoides fällt.
I as Solenoid kann hier natürlich auch mit Eisen armiert oder durch einen bzw. mehrere Wechsel-
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sein, dass es durch Lagenänderungen des Schiffes nicht beeinflusst wird, also z. B. wieder auf einer durch ein weiteres Kre : selsystem horizontierten Platte stehen.
In Fig. 3 ist eine Sonderausführung dieser Einrichtung gezeichnet, bei welcher die vertikale
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unterliegt. Diese wirken abstossend auf die Scheibe mit einer Kraft, welche zunimmt, je weiter die Scheibe in das betreffende Feld hineinreicht und suchen also bei Schrägstellung der Achse a, diese in die vertikale Lage zurückzudrücken. Werden nur zwei Elektromagnete benutzt, so müssen diese einander in der Richtung der Kreiselachse gegenüberstehen und in dieser Lage zum Kreisel durch eine entsprechende Kupplung, z. B. durch die oben beschriebene Nachdreheinrichtung, gehalten werden. Man könnte im vorliegenden Falle natürlich auch eine vertikal angeordnete MctaHscheibe und zwei Elektromagnete mit horizontal verlaufenden Kraftlinien anwenden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel gibt Fig. 4. Hier ist eine ähnliche Wirkung wie in Fig. 2 und 3 durch eine elastische Kraft erzielt : Auf dem horizontal gehaltenen Tragboden steht ein Lager a, in welchem sich bei ruhendem Kreisel dessen Vertikalachse a ganZ frei und reibungslos drehen kann, während, sobald der Kreisel einen durch eine Störung veranlassten Ausschlag zeigt, diese
Achse, die etwa durch Einfügung einer Spiralfeder elastisch nachgiebig gemacht wird, von dem
Lager einen Druck erleidet, der sie in die Vertikalstellung zurückzudrängen strebt.
Eine in un- mittelbarer Nähe dieses Lagers an der Kreiselachse angebrachte schwere Masse dient ebenfalls zur Verkürzung der Schwingungsdauer, kann aber dabei infolge ihrer Lage unmittelbar unter oder über dem Lager zu Störungen bei einer Geschwindigkeitsänderung des Schiffes nicht Anlass geben.
Naturgemäss kann hier auch umgekehrt, wie gezeichnet, die vertikale KreÌ8elachse starr und das Lager elastisch nachgiebig angeordnet werden.
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Vertikalachse auf eine mit dieser verbundene Schale geblasen wird. Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung dieser Einrichtung, und zwar wird die von dem auf dem horizontalen Tragboden stehenden Ventilator v erzeugte Druckluft durch in Kreise angeordnete Düsen d gegen die mit der Vertikalachse des Kreisels verbundene Schale 8 geblasen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1, Meridiankreisel mit Foucaultscher Tendenz, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Wirkung der Schwerkraft ein weiteres, allseitig symmetrisch zur Vertikalachse wirkendes und dauernd vorhandenes Kraftfeld hinzugefügt wird, welches möglichst ohne die freie Drehbarkeit des Kreisels um seine Vertikalachse zu beeinträchtigen, in gleichem, und zwar verkleinerndem Sinne sowohl die Schwingungsdauer wie auch etwa eintretende Störungsausschläge beeinflusst.