Kompass mit Wirbelstromdämpfung der Nadelschwingungen. Die Erfindung betrifft einen, Kompass, bei dem in der Nähe ,der Nadel Metallmassen vorgesehen sind, in denen von dem magneti schen Feld der schwingenden Nadel Wirbel ströme hervorgerufen werden, die dämpfend auf die Nadelschwingungen einwirken.
Bis her hat man zu diesem Zweck flache Kupfer ringe um oder unter -dem von den Nadelspit zen bestrichenen Raum angeordnet und da mit eine merkliche Verminderung der Ein spielzeit erreicht; es ist aber bisher nicht ge lungen, die Einspielzeit auf einige Sekunden herabzudrücken, wie es wünschenswert ist.
Der Weg, .den: die Erfindung einschlägt, um dieses Ziel anzustreben, beruht auf der Erkenntnis, dass es notwendig ist, den Luft raum zwischen er Magnetnadel und dem Metallkörper möglichst klein zu machen, ferner dem Metallkörper eine solche Wand stärke zu geben,
dass besonders die Bereiche der .grössten. Kraftliniendichte des die Magnet nadel umgebenden magnetischen Feldes weit gehend innerhalb der Metallmasse liegen und schliesslich einen möglichst kurzen<B>,</B> Richt- magneten zu verwenden.
Gemäss,der Erfindung ist daher der Kom pass in der Weise ausgebildet,,dass die Wand stärke des den Schwingungsraum des Richt- magnetes umgebenden Dämpfkörpers in den Bereichen der :
grössten Kraftliniendichte des Magnetes ein Vielfaches ödes nicht mehr als 0,5 mm betragenden Luftabstandes, zwischen Richtmagnet und Dämpfkörper .ist, und dass der Mchtmagnet einen Wert
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aufweist, der den Betrag von 400 Gauss übersteigt, wo bei<I>l</I> .die ILänge, <I>d</I> die Dicke, beide in. mm,
und B die Kraftflussdichte des Richtmagne- tes in Gauss (Anzahl -der Kraftlinien pro em2) bedeutet. Zweckmässig kann hierbei die Wandstärke des Dämpfkörpers mehr als, ein Viertel der Länge,des Richtmagnetes, betra gen.
Die Forderung, dass der für die Wi.rbel- stromdämpfung vorgesehene Metallkörper die Nadel bezw. ihren Bewegungsraum. mög- liehst dicht umschliessen soll, lässt sich ohne Schwierigkeiten bei solchen Kompassen er zielen, deren Nadel zweimal gelagert ist, wo diese also keine Schwingungen in vertikaler Richtung ausführen kann.
Bei solchen In- strumenten aber, bei denen die Nadel in nur einem Punkt aufgehängt ist, ist die Verrin gerung des Abstandes zwischen dem Metall körper und den Breitseiten der Nadel nur bis zu einem gewissen Grade möglich, weil näm lich hier die Nadel nur dann ungehindert spielen kann, wenn der Kompass- einiger massen waagrecht liegt.
Um dies zu erreichen, kann eine Magnet nadel verwendet werden, die höchstens halb so lang ist als die sonst üblichen Magnet nadeln, deren Länge von dem KompaZ- gehäusedurchmesser bestimmt wird.
Dann ist der Bereich, den die Nadelspitze bei einem bestimmten Ausschlagwinkel ,der Nadel in senkrechter Richtung bestreicht, erheblich kleiner als bei einer Nadel üblicher Länge, so dass der Metallkörper erheblich näher an die Breitseite der Nadel herangebracht wer den kann.
So kurze Kompassnadeln aus dem üblichen Magnetstahl würden aber eine sehr geringe Richtkraft aufweisen. Es kann daher zweck mässig als Material für die Nadel ein Stahl von hoher Koerzitivkraft (erheblich über 100 derstedt) und guter Remanenz verwen det werden.
Wird zum Beispiel an Stelle des bisher meist benutzten Wolframstahls ein 3 < 5 %iger Kobaltstahl verwendet, so lässt sich die Nadel ohne weiteres auf ein Drittel der üblichen Länge verkürzen, ohne die Einstell genauigkeit zu ;gefährden.
Da nun aber so kurze Nadeln eine genaue Ablesung der Gradteilung erschweren wür den, kann die Magnetnadel mit einer beson deren, längeren, möglichst leichten Anzeige nadel versehen sein. Hierbei kann zweck mässig ,die Länge des Richtmagnetes, höch stens gleich dem Radius des von der Spitze der Anzeigenadel beschriebenen. Kreises aus geführt sein.
Ein solches schwingendes System ist infolge der kurzen Magnetnadel sehr günstig hinsichtlich des Trägheitsmo- mentes.
In der Verwendung einer kurzen Magnet nadel liegt noch ein weiterer Vorteil.. Der Durchmesser eines Kompasses, insbesondere eines Marschkompasses, der handlich und des halb möglichst klein sein soll, ergibt sich im wesentlichen aus dem Durchmesser der Kom- passTose, die wiederum die Länge .der Zeiger nadel bestimmt.
Wird nun beispielsweise die Magnetnadel mit einer Länge, von einem Bruchteil des Kompassidurchmess,ers ausge- führt, dann verbleibt im Kompassgehäuse ein genügend grosser Raum zur Unterbringung des Metallkörpers für die Wirbelstromdämp- fung. Würde man dagegen:
eine Magnetnadel von üblicher Länge (also der der Zeiger nadel) anwenden, dann müsste man den Kom- pass.durchmesser über das durch die Ringtei- lung bedingte Massi hinaus wesentlich vergrö ssern, um den dämpfenden Metallkörper in ,der notwendigen Wandtärke anordnen zu können.
Als Werkstoff für den Metallkörper kann man .Silber, Kupfer, Aluminium oder dergl. verwenden, jedenfalls zweckm-ä@ssig ein Metall von hoher Leitfähigkeit und magneti- scher Indifferenz, also von einer Suszeptibili- tät, die nahe bei Null liegt.
Für Marschkompasse ist. Aluminium we gen seines geringen Gewichtes vorzuziehen. Das handelsübliche Aluminium ist jedoch nicht immer gut verwendbar. weil :schon ganz geringe Zusätze von andern Metallen, und auch die vorangehende Bearbeitung ,durch Ziehen oder Walzen die Leitfähigkeit merk lich herabsetzen, und die Einspielzeit- der Nadel in noch stärkerem Masse verlängern.
Es können .deshalb zweckmässig solche Leicht metalle verwendet werden. deren spezifisches Gewicht unter 3 gr(emg liegt, und deren elek trische Leitfähigkeit meh? als
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beträgt, also beispielsweise Weichaluminium mit einer Reinheit von mehr als 99 %.
Der Kompass ist auf der Zeichnung .durch mehrere Ausführungsbeispiele veranschau licht. Fig. 1 zeigt einen Marschkompass, im Querschnitt; F'ig. 2 zeigt schaubildlich den aus Richt- maggnet und Anzeigenadel bestehenden schwin genden Teil des Kompasses; Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungs form des schwingenden Teils;
Fig. .1 zeigt schematisch eine zweite Aus führungsform des Kompasses, und Fig. 5 dieselbe im Grundriss; Fig. 6 zeigt schematisch eine dritte Aus führungsform des Kompasses im Querschnitt: Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform des Kompasses im Querschnitt, und Fig. 8 dieselbe in Seitenansicht; Fig. 9 und 10 zeigen je eine weitere Aus- führungsform des Kompasses im Querschnitt;
Fig. 11 zeigt eine Einzelheit der Ausfüh- rungsform nach Fig. 10 in schaubildlicher Darstellung; F'ig. 12 und 13 zeigen je eine weitere Ausführungsform des Kompasses im Quer schnitt; F'ig. 14 zeigt eine Einzelheit .der Aus führungsform nach F'ig. 13 in Seitenansicht. Der Dämpfkörper (Fig. 1) ist mit a, die Magnetnadel (oder besser gesagt der Richt magnet) mit b, und die Anzeigenadel mit c bezeichnet.
Um den verfügbaren Raum für den Dämpfkörper a weitgehend nutzbar zu machen, ist dieser hier mit dem Kompass- gehäuse zu einem Stück, beispielsweise zu einem Spritzgussteil vereinigt, wodurch zu- gleichdie Herstellung ,des Kompasses wesent lich vereinfacht und verbilligt wird.
Der schwingende Teil des Kompasses be steht aus der Zeigernadel c, die mit dem Richtmagneten<I>b</I> durch das Stäbchen<I>d</I> ver bunden ist. Wird, wie es hier geschehen ist. die Zeigernadel nur einseitig ausgebildet. dann muss die Gleichgewichtslage :des schvrin- genden Teils b, c durch ein Gegengewicht e hergestellt werden.
Bei diesem, wie auch bei allen im folgen den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Wandstärke des den Schwingungsraum des Richtmagnetes umgebenden Dämpfkör pers in dien Bereichen der grössten Kraft liniendichte des Magnetes ein Vielfaches des Luftabstandes zwischen Richtmagnet und Dämpfkörper. Als. Luftabstand kommt die kleinste Entfernung zwischen Magnet und Dümpfkärper im Bereich der .grössten Kraft liniendichte, in der. Regel an den Polenden. in Frage.
Er übersteigt in Wirklichkeit bei keinem der Beis=piele 0,5 mm, obschon auf der Zeichnung der Deutlichkeit halber der Abstand grösser dargestellt ist.
Ferner sind in allen Fällen Länge l in mm, Dicke <I>d</I> in mm und Kraftflussdichte B in Gauss des Richtmagnetes so bemessen, dass der Wert
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den Betrag von 400 Crauss übersteigt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich,
beträgt die Wandstärke .des Dämpfkörpers a sogar mehr als ein Viertel der Lünge des R.icht- mabanetes b.
Man kann austaM des -einen Magnetes auch deren zwei vorsehen und diese so anord nen, d:ass sie,die Pinne in sich, einschliessen.
Auf diese Weise lässt sich das. bei einem I3ochleistungsstahl meist recht schwierige Durchbohren des Magnetes vermeiden. In Fig. 3 ist ein. solches Magnetsystem schau bildlich dargestellt, worin die beiden Ma gnete mit b und b2 bezeichnet sind, die durch ein Verbindungsstück f, welches die Zeiger nadel c trägt, gehalten werden.
Rückt man die beiden Einzelmagnete ge nügend weit auseinander, dann entsteht zwi schen diesen und der Pinne -ein Raum, der sich mit dämpfender Metallmasse ausfüllen lässt. Es ergibt sich ,dann die in den Fig. 4 und 5 in Querschnitt und Draufsicht Gche- matischdargestellte Kompassform, 'bei der die beiden entsprechend gebogenen Magnete b und b@ in einer kreisförmigen Rille g des Dämpfkörpers a umlaufen.
Dieseenge, zwei seitige Umschliessung der Magnetnadel wirkt sich sehr günstig auf die Dämpfung der Nadelschwingungen aus, weil hier -die aus dem Magneten austretenden Kraftlinien un mittelbar und sehr weitgehend von der dämp fenden Metallmasse aufgenommen werden.
Die Länge eines jeden. Magnetes dieses Ausführungsbeispiels bestimmt sich aus dem Mittel der Längen der innern und äussern Begrenzungsflächen und betrage beispiels- weise 1,6 mm.
Als Dicke des Magnetes gilt der Durchmesser des dem Magnetquerschnitt inhaltgleichen. Kreises, sie betrage 2,29 mm. Das Dimensionsverhältnis i ist dann d
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Als Werkstoff für die Richtmagnete sei 3,6 %iger KobaRstahl angenommen.
Für die sen beträgt die Kraftflussdichte B, die sich aus der für jede .Stahlsorte von der Herstel lerfirma angegebenen Hysteresiskurve und dem Dimensionsverhültnis errechnet, 6000 Gauss. Damit isst
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Gauss. Dieser Wert übersteigt also den oben als Mindestbetrag angegebenen erheblich.
Die bisher beschriebenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in erster Linie als Marschkompasse bestimmt, die, sich beim Gebrauch in etwa horizontaler Lage befind- den. Will man einen Kompass gemäss der Er findung auch bei starker Schräglage, zum Beispiel im Flugzeug benutzen,
dann dürfen die sieh daraus ergebenden Schräglagen der Richtmagnete und deren Schwingungen in vertikaler Richtung nicht behindert werden. Es ist deshalb hier nicht möglich, oberhalb oder unterhalb der Nadel den dämpfenden Metallkörper so nahe an die Nadel heranzu- bringen, wie esr bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 5 vorgesehen ist.
Es ver bleibt somit für die Anordnung des Metall- körpers nur die den der Nadel seitlich umschliessende Ringzone.
Würde man nun hier zum Zweck der Dämp fung ,der Nadelschwingungen in bekannter Weise nur einen flachen zylindrischen Ring anordnen, dann würde nur eine sehr geringe Dämpfung eintreten, und auch nur dann, wenn sich ,der Kompass, in horizontaler Lage befindet, wenn. Nadel und Metallkörper also ungefähr in einer Ebene liegen,
weil nur dann die zu einer wirksamen Wirbelstrom- dämpfung notwendige Anzahl von Kraft- linien von dem Metallkörper aufgenommen werden kann. Eine solche Dämpfungsart wäre für einen; Kompass der genannten, Art also unzureichend.
Es wird deshalb vorgeschlagen, für einen solchen Kompass einen Metallkörper zu ver wenden, der innen kugelförmig ausgebildet ist, und die Kompassnadel so anzuordnen, dass ihr Drehpunkt mit dem Mittelpunkt der Ku gelfläche wenigstens annähernd zusammen fällt.
In den Fig. 6 bis 9 sind drei Ausfüh- rungsformen dieser Kompassart dargestellt. Davon zeigt Fig. 6; die Anordnung des in dem kugelförmigen Hohlraum des Metallkör pers<I>a</I> schwingenden: Systemas <I>b,</I> c schema tisch.
Der Richtmagnet b isst hier gekrümmt, um den Kraftfluss weitgehend durch den Metallkörper zu leiten und so für die Wir belstrombildung nutzbar zu machen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine vollständige Aus- führungsfarm eines Kompasses der letztbe schriebenen Art in Querschnitt und Seiten- ansicht. An Stelle der Anzeigenadel ist hier die Kompassrose h, die die Form eines:
Kugel- ab- oder -ausschnittes aufweisen kann, mit dem Richtmagneten b verbunden, während ein auf -dem Kompassgehäuse vorgesehener Index i der Anzeige dient. Zur .Stabilisierung des schwingenden Systemas ist ein ringför miges Gegengewicht 7r. vorgesehen. Der dämpfende Metallkörper ist auch hier mit a bezeichnet.
F'ig. 9 zeigt eine Abwandlung der in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform. Hier dient die als Scheibe ausgebildete Kom- passrose h zugleich zur Stabilisierung des schwingenden Systemas,
so dass. sich ein be- sonderee Gewicht hierfür erübrigt. Das Kom- passgehäuse besitzt eine ringförmige Durch blicksöffnung d zur Beobachtung der Rosen stellung, die an einem Index m, abgelesen werden kann.
Die dämpfende Wirkung der Wirbel ströme auf die Magnetnadel lässt sich noch weiter steigern, wenn man den Richtmagne ten (oder ein .System von solchen) ausserhalb des Unterstützungspunktes so anordnet, dass der Magnet in seiner ganzen Länge dicht an den ihm zugekehrten; Begrenzungsflächen des dämpfenden Metallkörpers entlang :streicht, wie es in den Fig. 4 und 5 schon für einen :
blarschkompass gezeigt wurde.
Eine solche Ausführungsform zeigen Ei-. 10 und 1,1, wo eine gebogene Magnet nadel b verwendet wird, anderen Enden mit tels dünner Drähte oder Bleche n die Kom- .passteilung l>, so aufgehängt ist, dass der Schwerpunktdiesel Systemei unterhalb seines Stützpunktes liegt und das ,System,
all seitig schwingen kann. Bei .dieser Ausfüh- rungsform ist, wie bei derjenigen nach Fig. 4 und 5, der Richtmagnet nicht nur an seiner äussern Breitseite von einem kugelförmig um schliessenden --Metallkörper d umgeben, son dern auch innerhalb des von der schwingen den Nadel begrenzten Raumes ist ein dämp fender Metallkörper a" angebracht,
der hier beispielsweise die Lagerschale p für das in Ei-. 11 schematisch :dargestellte schwingende System<I>b,</I> h, <I>n</I> trägt und sich auf die Grund- platte des Kompasses stützt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 befindet sich die Magnetnadel oberhalb ihres Stützpunktes; die Konstruktion lässt sich aber auch umkehren, wie die Fig. 12. zeigt, wo zwei Richtmagnete b und bz unterhalb des Stützpunktes der Kompassrose li, hängen.
In Fig. 13 und 14 ist schliesslich noch eine Ausführungsform mit .drei Richtmagne- ten dargestellt.
Der Magnet b befindet sich oberhalb, die Magnete b2 und b3 dagegen un- terhalb des Stützpunktes, und zwar zu bei den Seiten .der :die Dämpfkörper <I>a'</I> und<I>a"</I> miteinander verbindenden Schraube q, wie aus der Fig. 14 zu ersehen ist, die das schwingende System zeigt.
Die Teilung der Pose lt ist wie bei den Ausführungsbeispie- len i, 8 und 10, 11 in Form von Meridianen ausgeführt und kann durch eine Lupe auch bei Schräglage (nicht nur am Äquator) abgelesen werden.
Es mag noch erwähnt werden, dass, sich Kompasse der vorbeschriebenen Art auch mit einer zusätzlichen Luft- oder Flüssigkeits dämpfung versehen lassen. Im ersteren Falle werden an dem schwingenden System in ge- eignet r Weise leichte Rippen angebracht, wie es bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 geschehen ist,
wo die Rippen mit s bezeichnet sind. Im zweiten Falle wird even tuell auch unter Verwendung von Rippen wie bei der Luftdämpfung, der Hohlraum, in dem das Magnetsystem schwingt, mit Flüssigkeit gefüllt. Hierfür ist die Anord nung nach Fig. 13 besonders :günstig.
Compass with eddy current damping of the needle vibrations. The invention relates to a compass in which metal masses are provided in the vicinity of the needle, in which eddy currents are caused by the magnetic field of the vibrating needle, which have a dampening effect on the needle vibrations.
Up to now, flat copper rings have been placed around or under the space covered by the needle points for this purpose, and have achieved a noticeable reduction in the time required for playing; but it has not yet been possible to reduce the break-in time to a few seconds, as is desirable.
The way .den: the invention takes to strive for this goal is based on the knowledge that it is necessary to make the air space between the magnetic needle and the metal body as small as possible, and to give the metal body such a wall thickness,
that especially the areas of the. The density of the lines of force of the magnetic field surrounding the magnetic needle is largely within the metal mass and, finally, the shortest possible <B>, </B> directional magnet should be used.
According to the invention, the compass is designed in such a way that the wall thickness of the damping body surrounding the oscillation space of the directional magnet is in the areas of:
The greatest density of lines of force of the magnet is a multiple of the air gap, not more than 0.5 mm, between the directional magnet and the damping body, and that the power magnet has a value
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which exceeds the amount of 400 Gauss, where <I> l </I> .the ILength, <I> d </I> the thickness, both in .mm,
and B is the force flux density of the directional magnet in Gauss (number of lines of force per em2). The wall thickness of the damping body can expediently be more than a quarter of the length of the directional magnet.
The requirement that the metal body provided for the Wi.rbel- current damping bezw. their range of motion. should be as tight as possible, it can be aimed without difficulty in such compasses whose needle is mounted twice, so where it cannot vibrate in the vertical direction.
With such instruments, however, in which the needle is suspended in only one point, the reduction of the distance between the metal body and the broad sides of the needle is only possible to a certain extent, because here the needle is only then unhindered can play when the compass is somewhat horizontal.
To achieve this, a magnetic needle can be used that is at most half as long as the otherwise usual magnetic needles, the length of which is determined by the KompaZ housing diameter.
Then the area that the needle tip sweeps in the vertical direction at a certain deflection angle is considerably smaller than with a needle of normal length, so that the metal body can be brought much closer to the broad side of the needle.
Such short compass needles made of the usual magnetic steel would have a very low straightening force. A steel with a high coercive force (considerably more than 100 derstedt) and good remanence can therefore be used as the material for the needle.
If, for example, a 3 <5% cobalt steel is used instead of the tungsten steel most commonly used up to now, the needle can easily be shortened to a third of the usual length without endangering the setting accuracy.
But since such short needles make an accurate reading of the graduation more difficult, the magnetic needle can be provided with a special, longer, as light as possible indicator needle. This can be useful, the length of the directional magnet, hoch least equal to the radius of the described by the tip of the needle. Circle out.
Such a vibrating system is very favorable with regard to the moment of inertia due to the short magnetic needle.
There is another advantage in the use of a short magnetic needle. The diameter of a compass, in particular a marching compass, which should be handy and therefore as small as possible, results essentially from the diameter of the compass socket, which in turn is the length. the pointer needle determines.
If, for example, the magnetic needle is designed with a length of a fraction of the compassi diameter, then a sufficiently large space remains in the compass housing to accommodate the metal body for eddy current damping. Would one against it:
If you use a magnetic needle of the usual length (i.e. that of the pointer needle), the compass diameter would have to be increased significantly beyond the size caused by the ring division in order to be able to arrange the damping metal body in the necessary wall thickness.
The material used for the metal body can be silver, copper, aluminum or the like, in any case it is expedient to use a metal of high conductivity and magnetic indifference, that is to say of a susceptibility that is close to zero.
For marching compasses is. Preferable to aluminum because of its low weight. The commercial aluminum is not always usable, however. because: even very small additions of other metals, and also the preceding processing, by drawing or rolling, noticeably reduce the conductivity and lengthen the break-in time of the needle to an even greater extent.
Such light metals can therefore be used appropriately. whose specific weight is less than 3 gr (emg, and whose electrical conductivity is more than
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is, for example, soft aluminum with a purity of more than 99%.
The compass is illustrated in the drawing through several exemplary embodiments. Fig. 1 shows a marching compass, in cross section; F'ig. 2 shows a diagrammatic view of the oscillating part of the compass consisting of a directional magnet and an indicating needle; Fig. 3 shows another embodiment of the vibrating part;
Fig. 1 shows schematically a second embodiment of the compass, and Fig. 5 shows the same in plan; FIG. 6 shows schematically a third embodiment of the compass in cross section: FIG. 7 shows a fourth embodiment of the compass in cross section, and FIG. 8 shows the same in side view; 9 and 10 each show a further embodiment of the compass in cross section;
FIG. 11 shows a detail of the embodiment according to FIG. 10 in a diagrammatic representation; F'ig. 12 and 13 each show a further embodiment of the compass in cross section; F'ig. 14 shows a detail of the embodiment according to FIG. 13 in side view. The damping body (Fig. 1) is denoted by a, the magnetic needle (or rather the directional magnet) with b, and the indicator needle with c.
In order to make the available space largely usable for the damping body a, it is here combined with the compass housing to form one piece, for example to form an injection-molded part, which at the same time significantly simplifies and makes the production of the compass cheaper.
The oscillating part of the compass consists of the pointer needle c, which is connected to the directional magnet <I> b </I> by the rod <I> d </I>. Will as it happened here. the pointer needle is only formed on one side. then the equilibrium position: of the oscillating part b, c must be established by a counterweight e.
In this, as in all of the embodiments described below, the wall thickness of the damping body surrounding the vibration space of the directional magnet is a multiple of the air gap between the directional magnet and the damping body in the areas of greatest force line density of the magnet. When. Air gap is the smallest distance between the magnet and the damping body in the area of the greatest force line density, in the. Rule at the pole ends. in question.
In reality it does not exceed 0.5 mm in any of the examples, although the distance is shown larger in the drawing for the sake of clarity.
Furthermore, length l in mm, thickness <I> d </I> in mm and force flux density B in Gauss of the straightening magnet are dimensioned in all cases so that the value
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exceeds the amount of 400 Crauss. As can be seen from the drawing,
If the wall thickness of the damping body a is even more than a quarter of the length of the R.icht mabanetes b.
From the one magnet, you can also use two and arrange them in such a way that they, the tiller, enclose themselves.
In this way it is possible to avoid the usually very difficult piercing of the magnet with high-performance steel. In Fig. 3 is a. Such a magnet system is shown pictorially, in which the two magnets are designated by b and b2, which are held by a connecting piece f, which carries the pointer needle c.
If you move the two individual magnets far enough apart, there is a space between them and the tiller - a space that can be filled with a dampening metal mass. The result is then the compass shape shown schematically in cross-section and plan view in FIGS. 4 and 5, in which the two correspondingly curved magnets b and b @ revolve in a circular groove g of the damping body a.
This tight, two-sided enclosure of the magnetic needle has a very favorable effect on the damping of the needle vibrations, because here the lines of force emerging from the magnet are absorbed directly and very largely by the damping metal mass.
The length of each. The magnet of this exemplary embodiment is determined from the mean of the lengths of the inner and outer boundary surfaces and is, for example, 1.6 mm.
The thickness of the magnet is the diameter of the same content as the magnet cross-section. Circle, it is 2.29 mm. The dimensional ratio i is then d
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3.6% CobaR steel is assumed as the material for the straightening magnets.
For this, the force flux density B, which is calculated from the hysteresis curve specified by the manufacturer for each type of steel and the dimensional ratio, is 6000 Gauss. With it eats
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Gauss. This value therefore significantly exceeds the minimum amount specified above.
The embodiments of the subject of the invention described so far are primarily intended as marching compasses which, when in use, are in an approximately horizontal position. If you want to use a compass according to the invention even on a steep incline, for example on an airplane,
then the inclined positions of the straightening magnets and their vibrations in the vertical direction must not be hindered. It is therefore not possible here to bring the damping metal body as close to the needle above or below the needle as it is provided in the embodiments according to FIGS. 1 to 5.
For the arrangement of the metal body, only the ring zone laterally surrounding the needle remains.
If one were to arrange only a flat cylindrical ring in a known manner for the purpose of damping the needle vibrations, then only very little damping would occur, and only when the compass is in a horizontal position when. The needle and metal body are roughly in the same plane,
because only then can the metal body absorb the number of lines of force necessary for effective eddy current damping. Such a type of damping would be for one; Compass of the type mentioned, so inadequate.
It is therefore proposed to use a metal body for such a compass, which is internally spherical, and to arrange the compass needle so that its fulcrum coincides at least approximately with the center of the spherical surface.
In FIGS. 6 to 9, three embodiments of this type of compass are shown. 6 shows; the arrangement of the <I> a </I> oscillating in the spherical cavity of the metal body: system <I> b, </I> c schematic table.
The straightening magnet is curved here in order to guide the flow of force largely through the metal body and thus make it usable for the formation of eddy currents.
7 and 8 show a complete embodiment of a compass of the last described type in cross section and side view. Instead of the needle here is the compass rose h, which is shaped like a:
Sphere segment or segment, connected to the directional magnet b, while an index i provided on the compass housing is used for display. A ring-shaped counterweight 7r is used to stabilize the oscillating system. intended. The damping metal body is also designated here with a.
F'ig. 9 shows a modification of the embodiment shown in FIGS. 7 and 8. Here, the compass rose h, designed as a disc, also serves to stabilize the oscillating system,
so that a special weight is not necessary for this. The compass housing has an annular viewing opening d for observing the position of the roses, which can be read from an index m.
The dampening effect of the eddy currents on the magnetic needle can be increased even further if the directional magnets (or a system of such) are arranged outside the support point so that the entire length of the magnet is close to the one facing it; Along the boundary surfaces of the damping metal body: strokes, as shown in FIGS. 4 and 5 for a:
blarschkompass was shown.
Such an embodiment show egg. 10 and 1,1, where a curved magnetic needle b is used, other ends with the help of thin wires or sheets n the component .pass pitch l>, is suspended so that the center of gravity diesel Systemei is below its support point and the, system,
can swing in all directions. In this embodiment, as in the one according to FIGS. 4 and 5, the straightening magnet is not only surrounded on its outer broad side by a spherical metal body d, but is also within the space delimited by the oscillating needle a damping metal body a "attached,
here, for example, the bearing shell p for the egg. 11 schematically: the oscillating system shown <I> b, </I> h, <I> n </I> carries and is supported on the base plate of the compass.
In the embodiment according to FIG. 10, the magnetic needle is above its support point; However, the construction can also be reversed, as shown in FIG. 12, where two directional magnets b and bz hang below the support point of the compass rose li.
In FIGS. 13 and 14, finally, another embodiment with three directional magnets is shown.
The magnet b is located above, the magnets b2 and b3, however, below the support point, to be precise on the sides of the: the damping bodies <I> a '</I> and <I> a "</I> with one another connecting screw q, as can be seen from Fig. 14, which shows the oscillating system.
As in the examples i, 8 and 10, 11, the division of the pose lt is implemented in the form of meridians and can be read with a magnifying glass even when the position is inclined (not only at the equator).
It should also be mentioned that compasses of the type described above can also be provided with additional air or liquid damping. In the first case, light ribs are attached to the oscillating system in a suitable manner, as was done in the embodiment according to FIG.
where the ribs are denoted by s. In the second case, the cavity in which the magnet system oscillates is possibly filled with liquid using ribs as in the case of air damping. For this purpose, the arrangement according to FIG. 13 is particularly: favorable.