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Mehrkreiselkompass.
Um den Kreiselkompass dem Einfluss rhythmischer Bewegungen des ihn tragenden Körpers (Schiff, Luftfahrzeug) nach Möglichkeit zu entziehen, hat man im Kompass mehrere Kreiselkörper in Verbindung miteinander angeordnet (vgl. österr. Patentschrift Nr. 52193). Bei dieser bekannten Anordnung wird die normale Mittelstellung der Einzelkreisel gegen das bewegliche System des Kompasses durch Federwirkung oder andere gleichwirkende Kräfte bestimmt. Es ist daher iedem einzelnen Kreisel überlassen, seine Mittelstellung unabhängig von den anderen aufzusuchen und daraus können unter Umständen gewisse Ungenauigkeiten entstehen, falls die rückführenden Kräfte gegenüber der Reibung als klein zu betrachten sind. Diese Kräfte müssen
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Erscheinung tritt.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, zu bewirken, dass selbst bei sehr kleinen rückführenden Kräften die dadurch bedingten ungenauen Stellungen der einzelnen Kreisel des schwimmenden Systems sich in ihrer Wirkung auf das Rosenblatt gegenseitig ausgleichen. Das
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in solcher Weise, dass ihre Präzessionen einander beeinflussen.
In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, sämtlich in Oberansicht, schematisch dargestellt, in denen drei Einzelkreisel vorgesehen sind, von denen zwei nach der Erfindung mechanisch miteinander gekuppelt sind. Nach Fig. i sind die beiden
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Rotationsachsen in der Ruhelage einen Winkel von 300 mit der Nord-Südlinie einschliessen und die Rotationsachse des dritten Kreisels aber radial steht, während nach Fig. 5 die Rotationsachsen bei allen drei Kreiseln radial stehen. Fig. 2 bis 4 zeigen Einzelheiten der Ausführung, die nach den Darstellungen bei einem Kreiselapparat nach Fig. i angewendet sind, aber ebenso auch für Apparate nach Fig. 5 benutzt werden könnten.
Gemäss Fig. i enthält der Tragbügel 1 des Kreiselapparates drei in dem gewöhnlichen Gehäuse befindliche, gleich grosse und gleich schnell laufende Kreisel 2, 3 und 4. Mit 5 ist das Rosenblatt bezeichnet. Die Rotationsachsen der drei Kreisel, deren Richtung aus der Form der Gehäuse ersichtlich ist, nehmen in der Ruhelage die oben bezeichnete Stellung zueinander ein.
Nach der Erfindung sind nun die beiden Kreiselgehäuse 2 und 3 mechanisch miteinander gekuppelt, und zwar so, dass die Halbierende des von ihren Achsen eingeschlossenen Winkels stetsdieselbe Lage zur Kompassrose beibehält, wenn die Kreisel Präzessionsbewegungen ausführen. Zu diesem Zwecke sind die Kreiselgehäuse mit Zapfen 6 und 7 ausgestattet, an die Kupplungsstangen 8 und 9 angelenkt sind. Diese greifen an Zapfen 10 und 11 eines Winkelhebels 12 an, der an einem Zapfen 13 des Gehäuses drehbar gelagert und mit einem Schwanz 14 ausgerüstet ist.
An diesen greifen zwei regelbare Zugfedern M so an, dass in der Ruhelage die Winkelhebel in der in der Zeichnung dargestellten Lage mit einer der Federkraft entsprechenden Gewalt fest-
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Nord-Südlinie bilden, einander gleich, nämlich etwa 300,
Die Abmessungen der Schenkel des Winkelhebels und der Kupplungsstangen 8 und 9 sind nun so gewählt, dass beim Eintritt von Präzessionsbewegungen die oben aufgestellte Bedingung
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(Gleicherhaltung der beiden Neigungswinkel) aufrecht erhalten bleibt. Beim Eintritt einer solchen Präzessionsbewegung aber wird die eine oder die andere der Federn 15 gespannt und sucht daher die Normalstellung'wieder herbeizuführen.
Durch die Anordnung wird erreicht, dass, so schwach die Zugkraft der Federn 15 auch immer genommen werden mag, doch die Ausschwingungen der beiden Kreiselachsen stets einander gleich sein müssen.
Der dritte Kreisel 4 ist in bekannter Weise durch zwei Zugfedern 16 in seiner Stellung zum Rosenblatt 5 bis zu einem gewissen Grad gefesselt, so dass er nur unter Überwindung der Gegenkraft einer dieser Federn eine Präzessionsschwingung ausführen kann. Diese Federn sind aber bedeutend kräftiger gehalten, so dass die stabilisierende Wirkung hauptsächlich von den gekuppelten Kreiseln, 2 und 3 geliefert wird.
Eine zweite erheblich einfachere und zweckmässigere Ausführungsform zeigen die Fig.. 2 und 3. Die erstere ist eine Oberansicht, die Fig. 3 eine teilweise Seitenansicht.
Am Dreiecksbügel 1 ist ein Winkel aus starkem Blech 17 angeschraubt, der an seinem unteren Ende eine Blattfeder 18 trägt. Die Blattfeder kann sich leicht in der Nord-Südrichtung des schwimmenden Systems verbiegen, wie der Doppelpfeil 19 in Fig. 3 andeutet. Einer Verbiegung oder Verdrehung in anderen Richtungen setzt sie dagegen einen erheblichen Widerstand entgegen. Am unteren Ende der Blattfeder ist eine Kulisse 20 angeordnet, in die zwei Stangen. M und 22 eingreifen, die am Gehäuse der Kreisel 2 und 3 angeordnet sind.
Schlägt der eine Kreisel aus, beispielsweise so, dass er der Nord-Südlinie sich nähert, so wird die Kulisse 20 um einen bestimmten Betrag nach Süden abgelenkt und nimmt die Stellstange 21 bzw. 22 des anderen Kreisels dabei mit, so dass dieser dem Betrag nach den gleichen Ausschlag wie der erste Kreisel erfahren muss.
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dieser ist die Kulisse 20, anstatt an einer vom Tragbügel ? ausgehenden Feder, an einer Stange 23 angebracht, die, wie in Fig. 2 der Stellstab 21, am Kreiselgehäuse J befestigt ist. In diese Kulisse
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befestigt ist.
Die Kulisse 20 ist gekrümmt, die Krümmung ist nach den bekannten Grundsätzen für die Evolventenverzahnung einfach zu berechnen, so dass die beiden Kreisel, wenn sie Schwingungen um ihre senkrechte Drehachse ausführen, gewissermassen wie zwei gleich grosse Zahnräder in Eingriff stehen und jeweilig nur um gleiche Winkel aus ihrer Normallage ausschwingen können. In beliebiger, in der Zeichnung nicht mitdargestellter Weise'ist eine Feder angebracht, die, wie die Feder 15 in Fig. i und die Feder 18 in Fig. 2 und 3, die Normalstellung der Kreisel bzw. der Stangen 23, 24 und der Kulisse 20, aufrecht zu erhalten sucht.
Bei der in Fig. i bis 4 angenommenen gegenseitigen Lage der Kreiselachsen wird, wie eine mathematische Untersuchung zeigt (näheres hierüber ist z. B. angegeben in dem "Lehrbuch für den Unterricht in der Navigation an der kaiser. Marineschule, Berlin 1917 bei Ernst Siegfried Mittler & Sohn, Seite 513), das Maximum der Gesamtrichtkraft des Dreikreiselkompasses erreicht, die gleich dem 2-73fachen der Richtkraft des einzelnen Kreisels ist. Aus diesem Grunde erscheint diese Anordnung zunächst als die vorteilhafteste. Weitere Untersuchungen haben aber ergeben, dass bei gewissen rhythmischen Bewegungen kurzer Periode noch kleine Abweichungen in der Weisung des Kompasses auftreten, deren Beseitigung erwünscht ist. Das kann durch die in Fig. 5 gewählte gegenseitige Anordnung der Kreiselachsen erreicht werden.
Dadurch entsteht zwar im Vergleich mit der ersterwähnten Anordnung ein kleiner Verlust an Richtkraft, der jedoch in manchen Fällen durch den erzielten Vorteil der Unempfindlichkeit gegen die erwähnten rhythmischen Erschütterungen übertroffen wird.
Die Anordnung wird besonders günstig, wenn die Kreisel in gleichem Abstand von diesem Mittelpunkt und gegeneinander, also mit ihrer Schwingunggachse auf den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreieckes angeordnet sind, so dass die Rotationsachsen in ihrer Ruhelage gleiche
Winkel miteinander einschliessen.
Voraussetzung für die gute Wirkung ist ferner, dass die drei Kreisel, wie ja auch von vornherein anzunehmen, vollkommen gleichartig gebaut sind und mit gleicher Geschwindigkeit umlaufen.
Demnach sind bei der Ausführungsform nach Fig. 5 die Kupplungsteile für die Kreisel 2 und 3 usw. so bemessen, dass die Rotationsachsen R2, R3 und R4 der drei Kreisel in der Ruhelage radial, nach dem Mittelpunkt M des anzeigenden Systems hin, gerichtet sind. Da die Lagerung der Kreiselgehäuse am Tragbügel1 so angeordnet ist, dass die Schwingungsachsen S2, S3 und S4 auf den Ecken eines gleichseitigen Dreieckes liegen, so ergibt sich ausserdem, dass die drei Kreisel- rotationsachsen gleiche Winkel miteinander einschliessen, nämlich Winkel von je I200.
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