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Selb8tkompen8ierender Schlft'8kompaB.
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für die Kompassrcass bildet, 80 dass sich der Nord. und Südpol der Nadel stets an derselben Seite der genannten Achse befinden. In diesem Fall braucht entweder nur eine Magnetnadel an der einen Seite der) vise angebracht werden, oder es kann in derselben senkrechten Ebene symmetrisch an sied". Seite der Achse ein solcher Magnet vorhanden sein, wobei aber stets eine solche Entfernung iw ;-then den einander zugekehrten Polen der in derselben senkrechten Ebene angebrachten Magnete vorhanden sein muss, dass die Nadeln an der einen Seite eine Einwirkung auf die Nadeln der gegenüberstehenden Seite nicht besitzen.
Die Nadel (Nadeln) kann entweder wagerecht, wie bei gewöhnlichen Schiffskompassen, oder gegen die Lotlinie geneigt angebracht werden. Die Neigung kann nach einem bestimmten Winkel des betreffenden Breitegrades bemessen werden oder die Nadel kann in der senkrechten Ebene einstellbar sein, sei es willkürlich durch Hand oder selbsttätig je nach der Neigung desjenigen Ortes, an dem der Kompass zunächst gebraucht wird. Wenn die Nadeln wagerecht angebracht sein sollen, so müssen sie beiderseits der Drehachse so weit entfernt sein, dass die Nadeln an jeder Seite als ein besonderer Magnet zu betrachten sind, ohne einen Zusammenhang mit den Nadeln an der entgegengesetzten Seite.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, die Magnetnadeln in wagerechten Reihen an jeder Seite der Drehungsachse u verteilen, derartige Vorrichtungen haben aber die Nadeln so ziemlich nahe aneinander gerückt, dass die Nadeln der beiden Seiten mit Bezug aufeinander wie eine einzelne Nadel zu betrachten sind, welche aus irgend einer Ursache in der Mitte unterbrochen sind, um für die Drehachse Platz zu schaffen. Die Wirkung solcher unterbrochener Magnetnadeln ist demzufolge dieselbe wie jene einer üblichen durchlaufenden Nadel, ohne einen solchen kompensierenden Effekt zu bewirken, wie es gemäss vorliegender Erfindung beabsichtigt ist.
Die Wirkung der exzentrischen Aufhängung zum Kompensieren der Seiteneinnüsse hängt davon ab, dass, wenn ein an der Seite des Kompasses vorhandener magnetischer Gegenstand bestrebt ist, den einen Pol, z. B. den Nordpol, anzuziehen und den entgegengesetzten Pol, beispielsweise den Südpol, abzustossen, hieraus keine Drehung um die Aufhängeachse der Nadel resultieren kann, weil die entstehenden Drehmomente sich aufheben. Das Aufheben dieser Drehmomente wird vollständiger, wenn die Magnetnadeln an jeder Seite der Drehachse angeordnet sind, oder wenn die Nadel nach dem Inklinationswinkel angebracht wird, da im letzteren Fall eine von der Neigung hervorgerufene rach unten gerichtete Komponente nicht vorhanden ist.
Erklärlicherweise wird eine besonders hohe Widerstandsfähigkeit gegen Seiteneinflüsse erhalten, wenn die beschriebene exzentrische Aufhängevorrichtung mit der Vermehrung der Masse der Nadel, die durch die erwähnte Schwimmereinrichtung und durch die Anwendung der schweren Tragflüssigkeit entlastet ist, gemeinsam benutzt wird.
In der Zeichnung sind einige beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung mit exzentrisch angebrachter Magnetnadel dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen lotrechten Mittelschnitt durch einen neuartigen Kompass. Fig. 2 eine Einzelheit der Unterstützung der Drehachse und Fig. 3,4, 5 und 6 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele der Anbringung der Magnetnadel.
Der Kompass besteht in der gezeigten Ausführungsform aus einer mit Zapfen 22 für kardanische Aufhängung versehene Büchse 1 mit einem sie oben abschliessenden, büchsenförmigen Deckel 2, in welchem sich die übliche Windrose 3 befindet, die an einer lotrechten Achse 4 befestigt ist, die oben und unten zu je einem Kegel 5 bzw. 6 ausgebildet ist, welchen Kegeln gleichartige Tragflächen in Lagern 7 bzw. 8 entsprechen. Unterhalb des Kegels 6 bildet die Achle 4 einen zylindrischen Zapfen 9 (Fig. 2), der in einer Hülse li aus hartem Material (beispielsweise Rubin) gelagert ist. Das Lager 8 ist am Boden 10 der Büchse 1 befestigt, während das Lager 7 sowie der
Kegel 5 und ein hartes, beispielsweise aus einem Rubin hergestelltes zylindrisches Stützlager 18, von einem Kreuz 23 oberhalb des Deckels 2 getragen werden.
Unterhalb des Deckels 2 ist an der Drehungsachse 4 ein unten offener Hohlzylinder 11 befestigt, der in einen im Querschnitt ringförmigen Behälter 15 ragt. Die Wand 12 dieses Behälteis ruht vermittelst eines Flansches 13 iu einer entsprechenden Aussparung des Deckels 2 und die im ere Wandung 14 des Behälters umschliesst die Achse 4, ohne sie zu berühren.
In dem Ringraum des Behälters 15 befindet sich eine Flüssigkeit von hohem spezifischen Gewicht, zweckmässig Quecksilber, in welcher der
Hohlzylinder 11, der von der Flüssigkeit 16 emporgehoben wird, schwimmt und dabei die Achse mitnimmt, so dass ihre Kegel 5 und 6 aus ihren entsprechenden Lagern 7 bzw. 8 hochgehoben werden und in die Stellung gelangen, die für das untere Lager I 8 in Fig. 2 veranschaulicht ist und in welcher die Achse 4 nur in der Seitenrichtung dadurch unterstützt ist, dass der Zapfen 9 von dem Stein lager 17 und der Zapfen 18 von dem Steinlager 18 geführt werden. Wenn die Flüssigkeit 16, z.
B. beim Transport des Kompasses aus dem Behälter 15 entfernt ist, sinkt der
Schwimmer 11 herunter und die Kegel 5, 6 stützen sich gegen ihre entsprechenden kegelförmigen
Lagerflächen, welche dabei als Arretiervorrichtungen wirken.
Die Achse 4 trägt unten ein Querstück 19, welches an jeder Seite der Achse 4 Säulen 20 trägt, an denen Magnete 21 befestigt sind. Diese Magnete können bei Kompassen, welche haupt-
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Statt, wie in Fig. 1 gezeigt" einen Magneten an jeder Seite der Achse 4 zu verwenden, kann auch ein Magnet nur an der einen Seite der Achse angeordnet werden. Ebenso kann die magnetische Wirkung durch Vermehrung der Masse des Magneten vergrössert werden. Dies kann, wie in Pig. 6 angedeutet, durch Anordnung einer Mehrzahl zueinander parallelen Magnete, die alle dieselbe Neigung haben, erreicht werden. Es ist dabei zweckmässig, um eine gute Magnetisierung zu erhalten, die einzelnen Magnete aus ziemlich feinen Nadeln, z. B. von der Grösse einer gröberen Nähnadel, herzustellen, und zwar derart, dass die Nadeln in jedem Biindel die Stahlmasse ergeben, die für die gewünschte Kraftwirkung erforderlich ist.
Um die Widerstandsfähigkeit gegen unerwünschte Seitenbeeinflu88U1lgen weiter steigern zu können, werden mit Vorteil die Nadeln an jeder Seite der Drehungsachse 4 in je zwei Gruppen angeordnet, derart, dass die Nadeln in der einen Gruppe gegen die Nadeln der anderen Gruppe entgegengesetzte Neigung einnehmen, so dass die Nadeln der einen Gruppe die Nadeln der anderen Gruppe wie die beiden Balken eines X kreuzen. In diesem X sollen die Nadeln derart angeordnet sein, dass die Nordpole sämtlicher Nadeln in den beiden auf derselben Seite der Drehachse der Kompassrose liegenden Gruppen sich auf derselben Seite einer durch die geometrische Mittellinie der zwei Gruppen gehenden Lotebene befinden, welche die Ebenen der Nadeln senkrecht kreuzt und die Südpole derselben Nadeln auf der gegenüberstehenden Seite der nämlichen Lotebene liegen.
Die Nadeln können in derartigen X-Gruppen in einem Querstück 20 a an der Säule ? befestigt, exzentrisch auf jeder Seite der Drehachse der Kompassrose angeordnet sein, wie bei der früher beschriebenen Ausführungsform des Kompasses, und können in jeder Gruppe mehr oder weniger zahlreich sein, je nach der gewünschten Grösse der magnetischen Masse.
; Die Fig. 3 und 4- veranschaulichen schematisch zwei etwas verschiedene Ausführungsbeispiele derletzterwähnten Vorrichtung. In Fig. 3 ist eine Mehrzahl Nadeln 21 und 21 a unmittelbar am Querstück 19 befestigt, so dass sie zwei Gruppen bilden, wobei die Nadeln 21 der einen Gruppe die Nadeln 21 a der anderen Gruppe wie die beiden Balken eines X kreuzen. Laut Fig. 4 sind
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sondern auf lotrechten Befestigungsstücken 29, die oberhalb und unterhalb des Querstückes 19 dieses überragen. Der eigentliche Unterschied zwischen den beiden hier erwähnten Ausführungsformen ist darin gelegen, dass bei dem erstgenannten Beispiel das Magnetsystem sich mehr in wagerechter Richtung und bei dem letztgenannten Beispiel sich in lotrechter Richtung in Bezug aufeinander erstreckt.
In der Zeichnung ist eine grössere Anzahl von Nadeln 21 und 21 a auf jeder Seite der Acbse4 angeordnet. Zwar ist es, wie erwähnt, zweckmässig, mehrere Nadeln sowohl in jeder Gruppe als auch auf jeder Seite der Achse 4 anzuordnen, das Wesen der ErfinduDg hegt aber doch nichet m der., doppelseitigen" Ergänzung der Vorrichtung, sondern m der X-artigen Anordnung der einander kreuzenden, exzentrisch zur Drehachse der Windrose aufgehängten Nadeln.
Um alle Vorteile der Erfindung auszunutzen, dürfen die Nordpol N der sämtlichen auf derselben Seite der Achse 4 aufgehängten Nadeln 21 und 21. a auf derselben Seite einer durch die geometrische Mittellinie der zwei Nadelgruppen gehenden Lotebene A-A, die die Ebenen der einzelnen Nadeln senkrecht kreuzt, angeordnet sein, während die Südpole vs sämtlicher Nadeln auf der gegenüberliegenden Seite der genannten Ebene A-A sich befinden. Bei dieser Vorrichtung kompensiert keine der Nadeln 21 der einen Gruppe die Wirkung der Nadeln 21 a der anderen Gruppe.
Um die oben beschriebene Vorrichtung mit schräg gestellter Magnetnadel vollkommen ausnützen zu können, wenn der Kompass innerhalb von Gebieten mit verschiedenem Neigung winkel verwendet werden soll, ist es zweckmässig, die Nadeln derart anzubringen, dass sie in die verschiedenen Neigungswinkel eingestellt werden können. Dies kann dadurch selbsttätig vor sich gehen, dass die Nadel in einer senkrechten Ebene frei schwingbar aufgehängt ist, wie bei einem gewöhnlichen Grubenkompass. Bei Verwendung von Magneten an beiden Seiten der Drehachse 4. z. B. gemäss Fig. 1, ist aber die selbsttätige Einstellvorrichtung nicht zweckmässig, weil dabei die Magnete der beiden Seiten sich gegenseitig beeinflussen würden, so dass sie bestrebt waren, sich immer wagerecht einzustellen.
Die einseitig angebrachte Magnetnadel kann aber mit Vorteil selbsttätig einstellbar sein. In diesem Falle muss aber ein Anschlag 28 vorgesehen sein, welcher die Nadel verhindert, sich vollständig umzudrehen, im Falle der Kompass z. B. über den magnetischen Äquator kommt, weil dann seine Nord- und Siidpole umgetauscht würden und die Justierung aufgehoben würde. Um überhaupt als ein Kompass wirken zu können, muss natürlich stets der eine Pol der Magnetnadel sich vor dem anderen Pole, in der senkrechte Ebene gerechnet, befinden, da anderenfalls der Magnet sich nicht in Richtung von Nord nach Sud einzustellen versucht. Der Anschlag 28 muss somit die senkrechte Stellung der Nadel verhindern.
Sind Magnete auf beiden Seiten der Achse 4 vorhanden. so ist die in Fis. 5 dargestellte Vorrielltung
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vorteilhafter, nach welcher die Magnete an einem wagereebten Zapfen 24 aufgehängt sind, der z. B. durch eine Gegenmutter 25 in der gewünschten Lage gesichert werden kann. Dabei kann
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eingestellt werden k"nnen.
Selbstverständlich können die oben angegebenen und in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Einzelheiten in ihren Gestaltungen abgeändert werden, ohne das Wesen der Erfindung zu verändern.
PATENT. ANSPRÜCHE :
1. Schifbkompass mit exzentrisch angeordneten Magnetsystemen, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetsysteme mit einer die Windrose in ihrer Mitte starr tragenden, senkrechten Drehachse fest verbunden und derart angeordnet sind, dass der Nordpol und der Südpol der Magnetnadeln sich mit Bezug auf den magnetischen Äquator des Kompasses an derselben Seite der Drehachse sich befinden, so dass die Magnetsysteme die Achse samt Windrose um ihre geometrische senkrechte Mittellinie zu drehen vermögen, zum Zwecke, den Kompass nur für die Einwirkung seitens des Erdmagnetismus, nicht aber für äussere Nebenbeeinflussungen empfindlich zu machen.