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Neigungsmesser mit kardanisch aufgehÅallgtem stabilen. Pendel.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Neigungsmesser bekannter Art, welcher insbe- sondere für Flugzeuge oder Schiffe bestimmt ist und auf der Wirkung der Schwerkraft eines praktisch ohne Reibung aufgehängten Pendels beruht, das bestrebt ist, immer die vertikale Lage beizubehalten, während das Fahrzeug selbst je nach der Grösse der Neigung eine verschiedene Lage zum Pendel ein- nimmt.
Das Neue besteht nun darin. dass der Apparat unabhängig von Luft oder Wasserströmungen ist und nicht von der Wirkung der Beschleunigung oder Verzögerung beeinflusst wird, was in der Weise erreicht wird, dass durch ein Gegenpendel diejenigen Ausschläge des Hauptpendels ausgeglichen werden, die ausschliesslich infolge Beschleunigung oder Verzögerung eintreten würden. Das Gegenpendel muss hienach derart beschaffen sein, dass es dem Hauptpendel vor-oder nacheilen kann und dass das Dreh- moment, welches die Masse des Gegenpendels hervorruft, in Grösse und Richtung dem J) rehmoment des Hauptpendels entgegenwirkt.
Die Ablesung der Neigung erfolgt in einfacher Weise dadurch, dass die Änderung der gegenseitigen
Lage zwischen Fahrzeug-und Hauptpendel durch einen mit dem Fahrzeug fest verbundenen Zeiger erfolgt, der über dem zweckmässig kugelförmig ausgebildeten Oberteil des Hauptpendels spielt.
Eine Verbesserung dieses Pendels besteht nun darin, dass das ganze bewegliche System kugelförmig . ausgebildet ist, wodurch die zu messende Abweichung nach jeder Richtung gross sein darf.
Als reiner Neigungsmesser ausgebildet, erhält der innere Kard nring oben und unten je eine halb- kugelförmig gestaltete Schale, die das innere System einschliesst und zugleich aussen die Skalen einteilig trägt, welche ähnlich der Gradeinteilung auf einem Globus ausgeführt ist.
Wird das Prinzip zum Stabilisieren von Lotfernrohren angewendet, so wird das Fernrohr frei pendelnd aufgehängt und als Hauptpendel benutzt. Die Masse des Hilfspendels umgibt ringförmig das Fernrohr und ist mit einem geeigneten Gestänge in der Nähe des Hauptpendelschwerpunktes frei beweglich aufgehängt. Ein passendes Federsystem bewirkt das Zurückbringen des Hilfspendels in seine Normallage.
Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist in beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt.
Fig.] erläutert schematisch das Prinzip.
Fig. 2 und 3 sind k. hsialschnitt und Draufsicht einer Ausführungsform.
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form.
Fig. 6 ist a h ialer Schnitt einer weiteren Ausführung.
Fig. 7 erläutert die Wirkungsweise des Apparates. a ist das Hauptpendel, b, c das Gegenpendel, d das Kugelgelenk, durch welches das Gegenpendel mit dem Hauptpendel verbunden ist.
Wirkt auf das Hauptpendel a eine Beschleunigung, so wird die im Schwerpunkt angreifende Beschleunigungskraft P an dem um c drehbaren Hebelarm cd ein Drehmoment bilden, welches einen fehlerhaften Ausschlag hervorrufen würde. Diesen Ausschlag im Augenblick der Entstehung aufzuheben, ist der Zweck des Gegenpendels b. 1'.
Nach denselben Gesetzen wie für das Hauptpendel a wirkt die Beschleunigung auch auf das Gegen-
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Cd. h. die senkrecht nach unten wirkende Kraft G) zur Geltung, welche sich, wie Fig. 1 zeigt, zerlegen HBt.
Es i : t ersichtlich, dass nun die Kraft P entgegengesetzt zu P wirkt, u. zw. an demselben Hebelarm wie P. Durch entsprechende Anordnung und Abstimmung der wirksamen Teile wird die erforderliche gegenseitige Proportionalität erzielt. Eine Feder (in Fig. 2 mit In bezeichnet) hält das Gegenpendel b, c bei den verschiedenen Besehleunigungsdrücken im Gleichgewicht.
Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform stellt f den in Schlitzen gelagerten Befestigungsteil für einen Ring dar. In diesem Ring g ist nach Art der kardanischen Aufhängung ein Ring h beweglieh angeordnet, welcher einen nach hinten hängenden und als Hauptpendel wirkenden Teil a trägt, in dessen unterem Ende das Kugelgelenk cl eingebaut'ist.
In diesem Kugelgelenk cl ruht eine Stange b des Gegenpendels b, e und ist nach allen Seiten drehbar.
Am oberen Ende der Stange b ist das Gegengewicht c angebracht, dessen Schwerpunkt mit dem Mittelpunkt der kardanischen Aufhängung übereinstimmt.
Es bedeuten ferner i eine Justierschraube für das Gegenpendel b, c. k halbkugelförmige Skala, l einen Zeiger mit Zeigerhalter und 11/eine Feder. welche die Verbindung zwischen der Stange b und einer
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Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, wobei a die Masse des Hauptpendels, o deren Pendelarm, dann g wieder den äusseren und h den inneren Kardanring, f den Ausfhängebügel des gesamten Systems, l die Masse des Hilfspendels, l h dessen Pendelarm und m Ausgleichfedern bedeuten. Bei der Ausführungs-
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Hilfspendel b, c verbundene abrollende Schale und 'einen runden Zapfen mit Zykloidenflanke dar.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende (s. Fig. 7) : Wirkt unterhalb der in Fig. 7 durch Pfeil angegebenen Richtung eine Kraft. so wird die Masse a vom Gewicht P, des Hauptpendels infolge ihrer Trägheit zurückbleiben und es tritt eine dieser Kraftrichtung entgegengesetzt gerichtete relative
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eine Kraft p zu erzeugen, die gleich gross ist, aber entgegengesetzt zu Pt gerichtet ist. Dies wird dadurch erreicht, dass eine Masse a vom Gewicht P1, verbunden mit einem Hebelann h, so angeordnet wirts dass der Unterstützungspunkt senkrecht unter S und in oder in der Nähe von 83 liegt. Dieses labile Pewdel wird beispielsweise durch Federn m in senkrechter Gleichgewichtslage gehalten.
Auf dieses System wirkt die störende Kraft in gleicher Weise, wie auf die Masse a, und die Masse wird infolge der Trägheit ebenfalls zurückbleiben. sowie mit dem Schwerpunkt nach wandern. Dadurch äussert die Masse 1 eine Kraft Put. dite bei entsprechender Grösse von der Federkraft P, im Gleichgewicht gehalten wird. Die Grösse des Anschlages ist also von P und Pg abhängig. Beide Werte sind so abgestimmt, dass p gleich gross wird wie Pj und, da die Kräfte entgegengesetzte Richtung haben, p durch P1 aufgehoben wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Neigungsmesser mit kardaniseh aufgehängtem stabilen Pendel, dadurch gekennzeichnet, dass in dem hohl ausgebildeten stabilen Pendel ein labiles Pendel eingebaut ist, dessen Drehpunkt in der Nahe des Schwerpunktes des ersteren liegt und dessen Achse im Ruhestand mit der des stabilen Pendels zusam- sammenfällt.