Ereiselgerät.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreiselgerät mit kardanisch im indifferenten Gleichgewicht aufgehängten Kreisel. Derartige Geräte werden beispielsweise in Luftfahrzeugen verwendet zur Bestimmung der azimutalen Richtung des Fahrzeuges bezw. der Lage des Fahrzeuges in bezug auf eine Horizontalebene. Im normalen Flug werden die genannten Grössen durch die relative Drehung des Kreisels um die jeweilige Messachse ermittelt.
Wenn indes aussergewöhn- liche Flugbewegungen durchzufiihren sind, zum Beispiel im Kunst-oder Sturzflug, besteht für die Geräte die Gefahr der Beschä digung und unter Umständen der Zerstörung, da das Kardangehänge gegen gerätefeste Teile in Anschlag kommt und infolge des erheblichen Kreiseldralles sehr leicht verbogen werden bezw. zu Bruch kommen kann.
Man hat Vorrichtungen vorgeschlagen, die es ermögliehen. den Kreisel in einer bestimmten Lage zu blockieren, derart dass die beiden Sardanaehsen festgesbellt sind und eine relative Drehbewegung des Kreisels um die Kardanachsen nicht möglich ist. Es ist ohne weiteres ersichtlich, da¯ derartige Vorrichtungen raum- und gewichtsmϯig einen erheblichen Aufwand für das Gerät bedingen.
Die Erfindung geht einen neuen Weg aus der Erkenntnis heraus, dass die Gefährdung des Gerätes in erster Linie bedingt ist dureh die auf der Wirkung der Kroiseldralles beruhenden, PrÏzessionsmomente des Kreisels, die beim Anschlag des KardangehÏnges gegen gerätefeste Teile auftreten. Der Ereisel- drall ist bei einem Ereiselläufer mit gege- benem Trägheitsmoment eine Funktion der Kreiseldrehzahl.
Beim erfindungsgemässen KreiselgerÏt sind die erwähnten Nachteile durch Wegnahme des Ereiseldralles in der Weise beseitigt, daB bei unzulässig grossen Auslenkungen des Kreisels, wie sie beispiels- weise im Kunst-bezw. Sturzflug eintreten, die Antriebsenergie f r den Kreisel. mit Hilfe von durch den Kreisel gesteuerten Vorrich- tungen selbsttÏtig abgeschaltet wird. Es k¯nnen hierbei zusätzlich Einrichtungen vorgesehen sein. durch welche die Zeit für die Stillsetzung des Kreisels verkürzt wird, z. B.
Bremseinriehtungen. die gleiehzeitig mit den Abschaltvorrichtungen für die Kreiselan- triebsenergie betätigt werden.
Beim Auslauf ist bekanntlich die Kreisel- umlaufachse starken Schwankungen unterworfen, so dass die Umlaufachse des Kreisels nach der Stillsetzung irgendeine Lage einnimmt. Wenn infolgedessen das Kreiselgerät nach Beendigung der erwÏhnten Flugbewe- gungen wieder in Betrieb genommen werden soll. besitzt die Kreiselumlaufachse in aller Regel eine fiir den Anlauf ungünstige Rich- tung, und es dauert eine erhebliche Zeit, bis die Kreiselumlaufachse mit Hilfe der üblicher Weise vorgesehenen Vorrichtungen wieder in ihre Soll-Lage gelangt.
Um diesen obel- stand zu vermeiden sind gemäss einer weiter entwickelten Ausführungsform der Erfindung Vorrichtungen vorgesehen. die die Kreiselumlaufaehse während des Stillstandes des Kreisels bereits im wesentlichen in dieienige Laye bringen, die der Kreisel im Be- trieb besitzen soll. Diese Vorrichtungen sind vorzugsweise derart mit den Vorrichtungen zur Abschaltung der Antriebsenergie gekuppelt. dass sie gleichzeitig oder nahezu gleiehzeitig mit diesen durch den Kreisel selbst gesteuert werden.
Bei Kreiselgeräten beispielsweise für Ho rizontanzeige. sogenannten Krciselhorizonten, ist die Kreiselumlaufachse an das Lot gefesselt. Hierzu sind Vorrichtungen vorge- sehen zur Erzeugung von Drehmomenten, die eine Präzession des Kreisels um die eine oder die andere Kardanachse bewirken. Diese Drehmomenterzeuger können zum Beispiel als Drehmagnete ausgebildet sein, die durch mit den Kardanachsen des Kreisels verbundene Pendelvorrichtungen gesteuert werden.
Mit Vorteil werden bei einer solchen Aus führungsform des Erfindungsgemässen Krei selgerätes diese Drehmomenterzeuger benutzt, um die Achse des stillgesetzten Kreisels in clic Lage zuritckzufijhren. die. sie im Betrieb hinnehmen soll und die im wesentlichen der Richtung der Pendel entspricht. Zu diesem Zwecke können Umschaltvorrichtungen vorgesehen sein, durch welche die ¯berwachungspendel jeweils auf die mit diesen der olei- chen Kardanachse zugeordneten Drehrnoment- erzeuger umgeschaltet werden.
Diese Vorrichtungen sind vorzugsweise mit den vorerwähn- ten Vorrichtungen zum Ausserbetriebsetzen des Kreisels gekuppelt und durch den Kreisel steuerbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der folgenden Beschreibung an Hand der Fig. l und 2 erläutert.
Es zeigt : Fig. 1 ein schematisches Schaubild des Gerätes,
Fig. 2 ein Schema eines Schaltbildes für ein elektrisch betriebenes Gerät.
In Fit,. 1 ist ein Horizontalkreisel 1 mit lotrechter IJmlaufachse dargestellt, der mittels der innern Kardanzapfen 2'und 2"in dem Kardanring 3 gelagert ist, der seinerseits mit den Zapfen 4'und 4"der äussern Kardanaohse in flugzeugfesten Lagern 5'und 5" drehbeweglich ist. Der Schwerpunkt des Kreisels befindet sich im Schnittpunkt der genannten Kardanachsen.
Die Ïu¯ere Kardanachse liegt bei dem Ausf hrungsbeispiel parallel zur Flugzeugquerachse. I) emzufolge befindet sich die innere Rardanachse 2'-2" in der durch den Pfeil 6 angegebenen Flug- richtnng. Eine Drehung des Flugzeuges um die Querachse, das heisst also eine Längs- neigung des Flugzeuges. hat eine relative Drehung des Kreisels um die äussern Kardanzapfen 4'und 4"zur Folge. Diese Längs- neigung wird auf ein mit dem äussern'Kar- danring 3 fest verbundenes Anzeigeglied. zum Beispiel ein Flugzeugphantom 7, eines Blindfluganzeigeinstrumentes übertragen.
Eine Drehung des Flugzeuges um seine LÏngsachse, das hei¯t eine Querneigung des Flugzeuges, hat eine scheinbare Drehung des Kreisels um seine InnernKardanzapfen2', 2"zur Folge. Diese Drehung wird durch ein sogenanntes Hilfskardan, welches aus dem an dem Kreiselgehäuse drehbar gelager- ten Bügel 8 und dem mit diesem durch ein Style, 9 verbundenen Bügel 10 besteht, a. uf die in flugzeugfesten Lagern 11'und 11"lie genden Zapfen 12'und 12" bertragen.
Auf dem Zapfen 12' ist ein als Kugelkalotte ausgebildetes rebildetes Anzeigeglied 13 befestigt, welches mit einem die Horizontlinie darstellenden Horizontstrich 14 versehen ist. Da, s Anzeigeglied 7, das sich vor dem Anzeigeglied 13 auf-und abwärts bewegt, kann mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Längs neigungsskala zusammenarbeiten, während das Anzeigeglied 13 mit einer Anzeigemarke versehen sein kann, die gegenüber einer zur Ablesung der Querneigungswinkel dienenden. in der Zeichnung nicht dargestellten Skala spielen kann.
Die die Lage des Flug- zeuges in bezug auf den Horizont versinn bildenden Anzeigeglieder 7 und 13 sind zusammen mit der SkaJenablesung im Gerate- brett des Flugzeuges angeordnet.
Den beiden Kardanachsen ist je eine Won- taktgeberanordnung zugeordnet. Mit dem Zzpfen 4"ist eine Kontaktbank 15 fest verbunden, die zwei Kontakte 16 und 17 auf wcist. Gleichzeitig ist auf dem Zapfen 4"ein Pendel 18 drehbeweglieh angeordnet, das an seinem freien Ende einen Kontakt 19 besitzt, der mit den beiden genannten Kontakten 16 und 17 zusammenarbeitet.
In analogerWeise ist auf dem Zapfen 12', der gleiehachsig mit der er innern Kardanachse 2'ù2" liegt, eine Kontaktbank 20 mit den Kontakten 21 und 22, sowie ein Pendel 23 mit dem Kontakt 24 angeordnet, der mit den Kontakten 21 und 22 zusammenarbeitet. Die Kontaktgeberan- ordnung 15ù1 arbeitet auf einen Drehmomenterzeuger. der der innern Kardanachse 2'-2"zugeordnet ist und zwei Erregerspulen 25 und 26 aufweist, mit denen ein mit dem Zapfen 12'fest verbundener Magnet 27 zusammenarbeitet.
Analog arbeitet die Anordnung 20-24 auf einen entsprechenden Dreh momenterzeuger, der der äussern Kardanachse 4'ù4" zugeordnet ist und ebenfalls zwei Erregerspulen 28 und 29 sowie einen mit dem Zapfen 4'fest verbundenen Magneten 30 aufweist. Diese durch die genannten Pendel gesteuerten elektromagnetischen Drehmomenterzeuger dienen in an sich bekannter Weise zur Aufrichtung des Kreisels. Bei Auslenkung des Kreisels wird je nach dem Rich- tungssinn der Auslenkung die eine oder die andere der Erregerspulen des betreffenden Drehmagneten erregt und dadurch ein Drehmoment auf den Kreisel in dem Sinne ausgeübt, dass eine Rückpräzession des Kreisels in seine Soll-Lage erfolgt.
Die Steuervorrichtung f r den Drehmomenterzeuger, nämlich die betreffende pendelgesteuerte Kontakt geberanordnung, und der Drehmomenterzeuger selbst sind, da es sich um die Lieferung von Präzessionsbewegungen handelt, auf zwei zueinander senkrechten Achsen, näm- lich den beiden Kardanachsen, angeordnet.
Es ist in dem vorliegenden Ausführungs- beispiel angenommen, daB der Kreisel von Drehstrom betrieben ist. Die drei Phasen für die Zuleitung zum Kreisel sind mit u, v, w hezeichnet. Die Stromübertragung auf den Kreisel kann in irgendeiner an sich bekannten Weise erfolgen, zum Beispiel mit Hilfe von Schleifringen oder dergleichen.
Gemäss der Erfindung sind Vorrichtungen vorgesehen, durch welche bei unzulässig grossen Auslenkungen des Kreisels aus seiner Soll-Lage die Antriebsenergie selbsttätig abgeschaltet wird. Zu diesem Zweck sind Schaltvorriohtungen angeordnet, die durch den Kreisel gesteuert werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind diese Schaltvor- richtungen beispielsweise als Endschalter dargestellt, die durch das Kardangehänge des Kreisels betätigt werden. Es ist je ein Schalter 31 und 32 f r Drehbewegungen des Kreisels um die Ïu¯ere Kardanachse, sowie je ein Schalter 33 und 34 für Drehbewegungen des Kreisels um die innere Kardanachse vorge- sehen.
Die genannten Schalter sind elektrisch mit einem Relais 35 verbunden, durch welches die die Stillsetzung und Aufrichtung des stillgesetzten Kreisels bewirkenden Sehalteinrichtangen betätigt werden.
Die durch das Relais 35 betätigten Ein- riehtungen bezw. Vorrichtungen werden im folgenden an Hand der Fig. 2. in welcher gleiche Teile wie in Fig. 1 mit gleichen Be zugszeichen versehen sind, nÏher erlÏutert.
Das Relais 35 ist mit den Anschlagkontakten 31. 32. 33. 34. deren einer jeweils durch den betreffenclen Teil des KardangehÏuges betÏtigt wird. elektrisch verbunden. Um das Relais 35 in der Betriebsstellung aufrechtzuerhalten. ist eine von dem betÏtigte Vorrichtung vorgesehen, die die Sicherung des betreffenden Anschlagkontaktes bewirkt.
Zn diesem Zweck wird zunäehst eine Schaltvorrichtung 36 einger ckt. durch welche der Stromkreis f r den betreffenden Anschlagkontakt aufrechterhalten bleibt, für den Fall. dass aus irgendeinem Grunde der betreffende Anschlagkontakt unterbrochen werden sollte.
Cleichzeitig mit dem vorerwÏhnten Schalter 36 f r die Selbsthaltung wird eine Schalt- vorrichtung 37 betätigt, durch welche ein zweifacher Zweck angestrebt wird. Wie be- reits im vorherstehenden erwähnt, ist der Kreisel beispielswelse durch Drehstrom be- trieben. dessen drei Phasen mit u, v, w und derenStromzuleitungenzumKreisel mit 38, 39 und 40 bezeichnet sind. Mit Hilfe der Schaltvorrichtungen 37 wird der Kreiselbetriebsstrom, der beispielsweise von einem Generator 41 geliefert sein kann. abgeschaltet.
If m den Kreisel raucher stillzusetzen, ist die Schaltvorrichtung 37 mit einer ltmsehallein- richtung versehen. durch welche der Kreise] gleichzeitig abgebremst werden kann. Für die- Zweek k¯nnen entsprechende Brems vorrichtungen vorgesehen sein, zum Beispiel magnetische Bremsvorrichtungen. die elektromagnetisch betÏtigt werden. Beim Ausf hrungsbeispiel wird die Stillsetzung mit Hilfe einer Gleichstrombremsung bewirkt. Es werden zwei Phasen, nämlich die beiden Phasen ''und ?''. an Gleichstrom gelegt, während die fritte Phase M ganz abgeschaltet wird.
I) ie Zusehnitung der Gleichstrombremsung er- folgt. über einen Thermoscha, lter 42, der zur Begrenzung der Bremszeit des Kreisels mit einer Bimetallausl¯sung ausger stet ist und gleichzeitig eine Sicherungsschaltung f r die Heizwicklung des Thermoschalters gegen Uberheizung besitzt.
Wie im vorherstehenden bereits erwähnt, sind Vorrichtungen in Form von elektro- magnetischen D rebmomenterzeugern vorge- sehen, die durch Pendel gesteuert werden und Drehmomente liefern, durch welche der Kreisel veranla¯t wird, jeweils in seine Soll-Lage xuruckzupräzidieren. Diese Vorrichtungen, die Steuervorrichtung und der zugehörige Drehmomenterzeuger. sind zur Erzielung der genannten PrÏzessionsbewegungen auf zwei zneinander senkrechten Achsen, nämlich den beiden Kardanachsen angeordnet.
Diese Dreh momentcrzeuger werden nun auch dazu be natzt, um den stillgesetzten Kreisel in die durch die Pendel vorgeschriebene Lage zu riickzufiihren. Da es sich hierbei um eine einfaeh meehanisehe Aufriehtung des Erei- sels handelt und nicht, wie im vorerwähnten Fall. um eine Aufrichtung durch Präzessions bewegungen. ist es erforderlich. dass der betreffende Auslöser jeweils auf den mit dem Ausloser auf der gleichen Achse angeordne- ten Drehmomenterzeuger arbeitet. Die Krei- sel umlaufachse wird dadurch in eine Rich tung gebracht, die der durch die beiden Pendel vorgegebenen Richtung im wesentlichen entspricht.
Dies wird durch eine Umschalt- vorrichtung 43 erreicht, die ebenfalls von dem Relais betätigt werden kann. Mit Hilfe dieser Umsohaltvorrichtung wird beispielsweise das der innern Kardanachse zugeord- nete Pendel 23 auf den Drehmagneten 25, 2G. 27 und das der äussern Kardanaehse zugeordnete Pendel 18 auf den Drehmagneten 28 30 umgeschaltet. Die elektrischen Verbindungen zwischen den beiden Pendeln und den beiden I) Tehmagneten sind ohne weiteres aus Fig. 2 ersichtlich.
Es ist bereits erwähnt worden, dass die genannten Drehmomenterzeuger im Normalflug zur Aufrichtung des Kreisels dienen.
Fiir diese Aufrichtung genügt es, wenn die Präzessionsmomente verhältnismässig schwach sind, da normalerweise eine verhältnismäBig geringe Präzessionsgeschwindigkeit genügt, um den Kreisel aufwärts in seine Soll-Lage zurückzuführen, da auch in der Regel die Auslenkungen des Kreisels verhÏltnismϯig klein sind. Es könnte deshalb der Fall eintreten, dass die genannten Drehmomente nicht ausreichend groB sind, um den stillgesetzten Kreisel aufzurichten.
Es sind deshalb Vorrichtungen vorgesehen, welche es gestatten, die Drehmomente fiir den letztgenannten Zweck wesentlich zu vergrossern. Diese Vorrichtungen können ebenfalls durch das Relais 35 gleichzeitig mit der Umsehaltvorrichtung betätigt werden. Beim Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck je eine Widerstandsanordnung, bestehend in den beiden Wider ständen 44 und 45, vorgesehen, die im Normalflug zur Strombegrenzung für die Drehmomenterzeuger dienen. Diese beiden Widerstände werden mit Hilfe der Schaltvorrichtung 46 kurz geschlossen, so dass auf diese Weise der Erregerstrom für die Drehmomenterzeuger wesentlich erhöht und dadurch auch das von ihnen gelieferte Drehmoment entsprechend vergrössert werden kann.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daB die genannten Schaltvorrichtungen 36, 37,43,46, unmittelbar durch das Relais 3. betätigt werden. Es ist indes ohne wei teres möglich, die genannten Schalter derart zu betätigen, dass die Einschaltung in gewünschter zeitlicher Aufeinanderfolge vor sich gehen kann. Es kann beispielsweise die Anordnung derart sein, dass durch das Relais 35 zunächst die beiden Schalter 36 und 37 betätigt werden und dass zwischen dem Relais 35 und den beiden Schaltern 43 und 46 noch ein zweites zeitabhängiges Relais vorgesehen ist, durch welches die beiden Schalter 43 und 46 erst eingeschaltet werden, wenn der Kreisel 1 bereits stillgesetzt ist.
Es versteht sich hier ohne weiteres, dass die Betäti- gung der beiden Schalter 43 und 46 auch unmittelbar von der Stillsetzung des Kreisels abhängig gemacht sein k¯nnte. Es könnte auch ein Zeitschalter vorgesehen sein, durch den die Schaltung der erwähnten Vorrichtungen in gewünschtem Zeitablauf erfolgen kann.
Soll nach Beendigung der aussergewöhn- lichen Flugbewegung der Kreisel wieder in Betrieb genommen werden, so kann das in einfachster Weise dadurch geschehen, dass mit Hilfe eines Schalters 47 der Stromkreis für das Relais 35 kurzzeitig unterbrochen wird, so dass das Relais wieder abfallt, wodurch dann die genannten Schalter 36,37, 43,46 wieder in die Ausgangsstellung gelangen.
Es ist denkbar, dass die Abschaltung und d Stillsetzung des Kreisels nicht nur selbsttätig durch, den Wreisel, sondern auch von Hand erfolgen soll. Zu diesem Zweck kann ohne weiteres ein von Hand zu betätigender Uberbriickungsschalter 48 für die Anschlagkontakte 31-34 vorgesehen sein, durch welchen das Relais. 35 eingeschaltet wird. Die beiden Schaltvorgänge können dann durch das Relais in der vorbeschriebenen Weise bewirkt werden.
Es ist weiterhin moglich, die Schaltanordnung so auszubilden, da¯ die In betriebnahme des Kreisels in der Weise erfolgt, dass mit dem Handbetätigungssohalter eine weitere Schaltvorrichtung verbunden ist, durch welche die für die vorgenannte Schnell aufrichtung des Kreisens dienende Einrichtung auch für den Anlaufvorgang des Kreisels zuschaltbar ist und auf diese Weise eine schnelle Uberwachung bewirkt. Diese sehnelle Überwachung kann dann, wenn der Kreisel seine Betriebsdrehzahl erreicht hat, von Hand oder selbsttätig abgeschaltet bezw. für die langsame Aufrichtung durch Präzessionsbewegung umgeschaltet werden.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch betriebenen Kreisel. Es versteht sich, dass diese Art der Stillsetzung und Schnellaufrichtung auch für in anderer Weise betriebene Kreisel, z. B. luftgetriebene Kreisel, verwendbar ist. Auch die Drehmomenterzeuger können beliebiger anderer Art sein. Es können auch an Stelle der dargestellten Pendelsteuerungen für die Drehmomenterzeuger beliebig andere Steuerpendel vorgesehen sein.
Travel device.
The invention relates to a gyroscope with a gimbal suspended in indifferent equilibrium. Such devices are used for example in aircraft to determine the azimuthal direction of the vehicle BEZW. the position of the vehicle in relation to a horizontal plane. In normal flight, the parameters mentioned are determined by the relative rotation of the gyro around the respective measuring axis.
If, however, unusual flight movements are to be carried out, for example in aerobatic or nosedive flight, there is a risk of damage to the devices and, under certain circumstances, destruction, since the gimbal attachment comes into contact with fixed parts of the device and is very easily bent due to the considerable gyroscopic twist respectively can break.
Devices have been proposed which make this possible. to block the top in a certain position so that the two Sardanaehsen are locked and a relative rotation of the top around the cardan axes is not possible. It is readily apparent that such devices require a considerable amount of effort in terms of space and weight for the device.
The invention takes a new approach based on the knowledge that the risk to the device is primarily due to the precession moments of the gyro based on the effect of the Kroiseldralles, which occur when the gimbal hangs against parts fixed to the device. The rotor swirl in a rotor with a given moment of inertia is a function of the rotor speed.
In the gyro device according to the invention, the disadvantages mentioned are eliminated by removing the rotating swirl in such a way that in the event of inadmissibly large deflections of the gyro, as is the case, for example, in art or Take a dive, the drive energy for the top. is switched off automatically with the help of devices controlled by the gyro. Additional facilities can be provided here. by which the time for the shutdown of the gyro is shortened, z. B.
Braking devices. which are actuated at the same time as the disconnection devices for the gyro drive energy.
As is well known, the rotary axis of the gyroscope is subject to strong fluctuations when it runs down, so that the axis of rotation of the gyroscope assumes any position after it has been stopped. If, as a result, the gyro device is to be put back into operation after the aforementioned flight movements have ended. the axis of rotation of the gyroscope generally has a direction which is unfavorable for starting, and it takes a considerable amount of time until the axis of rotation of the gyro returns to its desired position with the aid of the devices that are usually provided.
In order to avoid this obel state, devices are provided according to a further developed embodiment of the invention. which, while the gyro is at a standstill, bring the gyroscope axis essentially into the same layer that the gyro should have in operation. These devices are preferably coupled to the devices for switching off the drive energy. that they are controlled simultaneously or almost simultaneously with these by the gyro itself.
For gyroscopic devices, for example, for horizontal display. So-called Krciselhorizonten, the gyro axis is tied to the perpendicular. For this purpose, devices are provided for generating torques which cause the gyro to precession about one or the other cardan axis. These torque generators can be designed as rotary magnets, for example, which are controlled by pendulum devices connected to the gimbal axles of the gyroscope.
Advantageously, these torque generators are used in such an embodiment of the inventive Krei selgerätes in order to return the axis of the shutdown gyro in a click position. the. it should accept in operation and which essentially corresponds to the direction of the pendulum. For this purpose, switching devices can be provided, by means of which the monitoring pendulums can be switched over to the torque generators associated with them of the olean cardan shaft.
These devices are preferably coupled to the aforementioned devices for shutting down the gyro and can be controlled by the gyro.
An embodiment of the invention is explained in the following description with reference to FIGS.
It shows: Fig. 1 a schematic diagram of the device,
2 shows a schematic of a circuit diagram for an electrically operated device.
In Fit. 1 shows a horizontal gyro 1 with a vertical axis of rotation, which is mounted by means of the inner cardan journals 2 'and 2 "in the cardan ring 3, which in turn is rotatable with the journals 4' and 4" of the outer cardan shaft in bearings 5 'and 5 "fixed to the aircraft The center of gravity of the gyro is at the intersection of the aforementioned cardan axes.
The outer cardan axis in the exemplary embodiment is parallel to the aircraft transverse axis. Accordingly, the inner Rardan axis 2'-2 "is in the direction of flight indicated by the arrow 6. A rotation of the aircraft around the transverse axis, that is to say a longitudinal inclination of the aircraft, has a relative rotation of the gyro around the outer cardan pins 4 'and 4 "result. This longitudinal inclination is shown on a display element that is firmly connected to the outer cardan ring 3. for example an airplane phantom 7, a blind flight display instrument.
A rotation of the aircraft around its longitudinal axis, that is to say, a transverse inclination of the aircraft, results in an apparent rotation of the gyro around its inner cardan pins 2 ', 2 ". This rotation is achieved by a so-called auxiliary cardan, which consists of the rotatable bearing on the gyro housing. th bracket 8 and the bracket 10 connected to it by a style 9, also transferred to the pins 12 'and 12 "located in bearings 11' and 11" which are fixed to the aircraft.
A re-formed display element 13, designed as a spherical cap, is attached to the pin 12 'and is provided with a horizon line 14 representing the horizon line. The display element 7, which moves up and down in front of the display element 13, can cooperate with a longitudinal inclination scale, not shown in the drawing, while the display element 13 can be provided with an indicator mark opposite one used to read the bank angle. can play scale not shown in the drawing.
The display elements 7 and 13, which sense the position of the aircraft in relation to the horizon, are arranged together with the scale reading on the instrument panel of the aircraft.
Each of the two cardan axles is assigned a timer arrangement. A contact bank 15 is fixedly connected to pin 4 ″ and has two contacts 16 and 17 on. At the same time, a pendulum 18 is rotatably arranged on pin 4 ″, which has a contact 19 at its free end that connects to the two named contacts 16 and 17 cooperate.
In an analogous manner, a contact bank 20 with the contacts 21 and 22 and a pendulum 23 with the contact 24, which cooperates with the contacts 21 and 22, are arranged on the pin 12 ', which is coaxial with the inner cardan axis 2'ù2 " The contactor arrangement 15ù1 works on a torque generator which is assigned to the inner cardan axis 2′-2 ″ and has two excitation coils 25 and 26 with which a magnet 27 fixedly connected to the pin 12 ′ works together.
The arrangement 20-24 operates analogously to a corresponding torque generator, which is assigned to the outer cardan axis 4'ù4 "and also has two excitation coils 28 and 29 and a magnet 30 firmly connected to the pin 4'. These are electromagnetic controlled by the pendulums mentioned Torque generators are used in a manner known per se to erect the gyro. When the gyro is deflected, depending on the direction of the deflection, one or the other of the excitation coils of the rotary magnet concerned is excited and a torque is thus exerted on the gyro in the sense that a Back precession of the gyro takes place in its target position.
The control device for the torque generator, namely the pendulum-controlled contact transmitter arrangement in question, and the torque generator itself are arranged on two mutually perpendicular axes, namely the two cardan axes, since it is a matter of supplying precession movements.
In the present exemplary embodiment it is assumed that the gyro is operated by three-phase current. The three phases for the supply line to the gyroscope are marked u, v, w. The power transmission to the gyroscope can take place in any manner known per se, for example with the aid of slip rings or the like.
According to the invention, devices are provided by which the drive energy is automatically switched off in the event of inadmissibly large deflections of the gyro from its desired position. For this purpose switching devices are arranged which are controlled by the gyro. In the exemplary embodiment shown, these switching devices are shown, for example, as limit switches which are actuated by the gimbal attachment of the gyro. A switch 31 and 32 is provided for each rotary movement of the gyro about the outer cardan axis and one switch 33 and 34 each for rotary movements of the gyro about the inner cardan axis.
Said switches are electrically connected to a relay 35, by means of which the safety devices causing the shutdown and erection of the shutdown gyro are actuated.
The devices operated by the relay 35 respectively. Devices are explained in more detail below with reference to FIG. 2, in which the same parts as in FIG. 1 are provided with the same reference numerals.
The relay 35 is connected to the stop contacts 31, 32, 33, 34, each of which is actuated by the relevant part of the gimbal. electrically connected. To keep relay 35 in the operating position. a device actuated by the operator is provided which secures the relevant stop contact.
For this purpose, a switching device 36 is first engaged. through which the circuit for the relevant stop contact is maintained, for the case. that for some reason the relevant stop contact should be interrupted.
Simultaneously with the aforementioned switch 36 for the self-holding, a switching device 37 is actuated, which has a dual purpose. As already mentioned above, the gyroscope is operated by three-phase current, for example. whose three phases are denoted by u, v, w and whose power lines to the gyro are denoted by 38, 39 and 40. With the help of the switching devices 37, the gyro operating current, which can be supplied by a generator 41, for example. switched off.
If it is necessary to shut down the roundabout smoker, the switching device 37 is provided with an indoor facility. by which of the circles] can be slowed down at the same time. Appropriate braking devices, for example magnetic braking devices, can be provided for these purposes. which are operated electromagnetically. In the exemplary embodiment, the shutdown is effected with the aid of DC braking. There will be two phases, namely the two phases '' and? ''. connected to direct current, while the frit phase M is completely switched off.
I) The addition of DC braking takes place. Via a thermal switch, lter 42, which is equipped with a bimetallic trigger to limit the braking time of the gyro and at the same time has a safety circuit for the heating winding of the thermal switch to prevent overheating.
As already mentioned above, devices in the form of electromagnetic torque generators are provided which are controlled by pendulums and deliver torques by which the gyro is caused to return to its target position. These devices, the control device and the associated torque generator. are arranged on two mutually perpendicular axes, namely the two cardan axes, to achieve the said precession movements.
These torque generators are now also used to return the stopped gyroscope to the position prescribed by the pendulum. Since this is a simple meehanical arrangement of the element and not, as in the case mentioned above. an erection through precession movements. it is necessary. that the respective trigger works on the torque generator arranged with the trigger on the same axis. The gyro axis is thereby brought in a direction which essentially corresponds to the direction given by the two pendulums.
This is achieved by a switching device 43, which can also be actuated by the relay. With the help of this reversing device, for example, the pendulum 23 assigned to the inner cardan shaft is moved onto the rotary magnets 25, 2G. 27 and the pendulum 18 assigned to the outer Kardanaehse switched to the rotary magnet 28 30. The electrical connections between the two pendulums and the two I) clay magnets are readily apparent from FIG.
It has already been mentioned that the aforementioned torque generators are used to straighten the gyro in normal flight.
For this erection it is sufficient if the precession moments are comparatively weak, since a comparatively low precession speed is usually sufficient to return the top to its target position, since the deflections of the top are usually relatively small. The case could therefore arise that the torques mentioned are not sufficiently large to erect the stopped gyro.
Devices are therefore provided which allow the torques to be increased significantly for the last-mentioned purpose. These devices can also be operated by the relay 35 simultaneously with the changeover device. In the embodiment, a resistor arrangement, consisting of the two opposing stands 44 and 45, is provided for this purpose, which serve to limit the current for the torque generator in normal flight. These two resistors are short-circuited with the aid of the switching device 46, so that in this way the excitation current for the torque generator can be increased significantly and the torque supplied by them can be increased accordingly.
In the exemplary embodiment shown, it is assumed that said switching devices 36, 37, 43, 46 are actuated directly by relay 3. It is, however, easily possible to operate the switches mentioned in such a way that they can be switched on in the desired time sequence. For example, the arrangement can be such that the two switches 36 and 37 are initially actuated by the relay 35 and that a second time-dependent relay is provided between the relay 35 and the two switches 43 and 46, through which the two switches 43 and 46 can only be switched on when gyro 1 has already stopped.
It goes without saying here that the actuation of the two switches 43 and 46 could also be made directly dependent on the shutdown of the gyro. A time switch could also be provided, by means of which the switching of the devices mentioned can take place in the desired time sequence.
If the gyro is to be put into operation again after the extraordinary flight movement has ended, this can be done in the simplest way by briefly interrupting the circuit for the relay 35 with the aid of a switch 47 so that the relay drops out again, which then the said switches 36,37, 43,46 return to the starting position.
It is conceivable that the shutdown and shutdown of the gyro should not only be done automatically by the Wreisel, but also by hand. For this purpose, a manually operated bypass switch 48 can be provided for the stop contacts 31-34, through which the relay. 35 is switched on. The two switching processes can then be effected by the relay in the manner described above.
It is also possible to design the switching arrangement in such a way that the gyro is started up in such a way that a further switching device is connected to the manual actuation holder, through which the device used for the aforementioned quick erection of the circle is also used for the starting process of the gyro can be switched on and in this way causes rapid monitoring. This tight monitoring can be switched off by hand or automatically when the gyro has reached its operating speed. can be switched for slow straightening by precession movement.
The embodiment of the invention relates to an electrically operated gyro. It goes without saying that this type of shutdown and quick erection can also be used for gyroscopes operated in other ways, e.g. B. air-powered gyroscope, can be used. The torque generators can also be of any other type. Any other control pendulum can also be provided instead of the pendulum controls shown for the torque generators.