DE1016951B

DE1016951B - Storage for gyrocompasses

Info

Publication number: DE1016951B
Application number: DEM26339A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Agostino D Derossi
Original assignee: AZ MICROTECNICA SOC PER
Current assignee: AZ MICROTECNICA SOC PER
Priority date: 1955-03-07
Filing date: 1955-03-07
Publication date: 1957-10-03

Description

Lagerung für Kreiselkompasse Die Erfindung bezieht sich auf die allseitig bewegliche Lagerung des richtungweisenden Systems von Kreiselkompassen und ähnlichen Einrichtungen mit Hilfe einer Schwimmkugel, die in einer Schwimmflüssigkeit von geringem spezifischen Gewicht in annähernd konstanter Höhenlage frei schwebend gehalten und zentriert wird. Bei den bekannten Lageranordnungen dieser Art wi.rd das Gewicht des in der Schwimmkugel vereinigten richtungweisenden Systems durch den Auftrieb der Schwimmfiüssigkeit bis auf ein geringes Restgewicht kompensiert und dieses Restgewicht durch zusätzliche auftrieberzeugende Mittel ausgeglichen, die so ausgebildet sind, daß sie den Schwebezustand in der gewünschten Höhenlage unabhängig von den durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Änderungen des Auftriebes der Schwimmflüssigkeit sicherstellen. Bei einem bekannten Kreiselkompaß wird zu di.esem Zwecke der untere Flüssigkeitsraum des Schwimmbehälters mit einer spezifisch schwereren Flüssigkeit, vorzugsweise Quecksilber, gefüllt, und die Schwimmkugel schwimmt gewissermaßen auf der Trennfläche der bei.den Flüssigkeiten, d. h. sie taucht nur noch so weit in die spezifisch schwerere Flüssigkeit ein, daß der entstehende Auftrieb gleich dem Restgewicht der Schwimmkugel ist. Maßgebend für die Einhaltung der gewünschten Höhenlage ist hierbei also im wesentlichen die Lage der Oberfläche der spezifisch schwereren Flüssigkeit.Storage for gyrocompasses The invention relates to the all-round Movable mounting of the trend-setting system of gyrocompasses and the like Facilities with the help of a floating ball immersed in a floating fluid from low specific weight in an almost constant altitude and is centered. In the known bearing arrangements of this type, the weight is important of the directional system combined in the floating ball through the buoyancy the floating liquid is compensated for a small residual weight and this residual weight balanced by additional buoyancy-generating means designed in such a way that that they float at the desired altitude regardless of the by Changes in the buoyancy of the swimming liquid caused by temperature fluctuations to ensure. In a known gyro compass, the lower one is used for this purpose The fluid space of the floating tank with a specifically heavier fluid, preferably mercury, filled, and the floating ball floats so to speak the interface between the two liquids, d. H. she only dives so far in the specific heavier liquid, that the resulting buoyancy is equal to that The remaining weight of the floating ball is. Decisive for maintaining the desired altitude is essentially the position of the surface of the specifically heavier one Liquid.

Es ist ferner bei Kreiselkompassen mit i.n einer Schwimmflüssigkeit von geringem spezifischem Gewicht schwebend gehaltener Kreiselkugel bekannt, nahe der Mitte der Schwimmkugel einen Behälter mit einer spezifisch schwereren Flüssigkeit, vorzugsweise Quecksilber, anzuordnen, in den von oben ein mit dem Behälter der Schwimmflüssigkeit fest verbundener Zapfen eintaucht, der gleichzeitig als Zentrierstift und Stromzuführung für die Kreiselmotore dient. It is also used in gyro compasses with a floating fluid centrifugal ball held floating with a low specific weight known, close in the middle of the floating ball a container with a specifically heavier liquid, preferably mercury, to be arranged in the from above with the container of the swimming liquid permanently connected peg is immersed, which acts as a centering pin and power supply at the same time serves for the gyro motors.

Die Erfindung geht ebenfalls von einem Kreiselkompaß mit einer Schwimmkugel aus, die in einer S chwimmflüssigkeit von geringem spezifischem Gewicht in annähernd konstanter Höhenlage freischwebend gehalten und zentriert wird und nahe ihrer Mitte einen Behälter mit einer spezifisch schwereren Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, enthält, in den von oben ein mit dem Behälter der Schwimmflüssigkeit fest verbundener Zapfen eintaucht. Gemäß der Erfindung besitzt jedoch die Kugel in der Schwimmflüssigkeit einen freien Auftrieb, und der in die spezifisch schwerere Flüssigkeit tauchende Zapfen ruft einen solchen nach unten gerichteten hydrostatischen Druck der spezifisch schwereren Flüssigkeit auf die Schwimmkugel hervor, daß deren freier Auftrieb gerade aufgehoben wird, wenn si.ch die Kugel in der gewünschten Höhenlage befindet. Die Gleichgewichtslage ergibt sich also aus dem Gegeneinanderwirken des Auftriebes der Schwimmkugel und des abwärts gerichteten hydrostatischen Schubes, der durch den in die spezifisch schwerere Flüssigkeit eintauchenden Zapfen erzeugt wird. The invention also relates to a gyro compass with a floating ball from that in a swimming liquid of low specific gravity in approximately is held free-floating and centered at constant altitude and near its center a container with a specific heavier liquid, e.g. B. contains mercury, into the pin that is firmly connected to the tank of the floating liquid from above immersed. According to the invention, however, the ball has in the swimming liquid a free buoyancy, and the one dipping into the specifically heavier liquid Such a downward hydrostatic pressure gets the specific cone heavier liquid on the floating ball shows that its free buoyancy is straight is canceled when si.ch the ball is at the desired altitude. the The equilibrium situation results from the counteracting of the buoyancy of the Floating ball and the downward hydrostatic thrust generated by the in the specifically heavier liquid immersing pin is generated.

Selbstverständlich wird auch bei den bekannten Kreiselkompassen mit Zentrierstift und Quecksilberbehälter in der Mitte der Schwimmkugel durch das Eintauchen des Zentrierstiftes in den Quecksilberbehälter ein nach unten gerichteter hydrostatischer Druck auf die Schwimmkugel ausgeübt. Mangels eines freien Auftriebes der Schwimmkugel tritt hier jedoch die erfindungsgemäße vorteilhafte Wirkung nicht ein. Of course, the well-known gyrocompasses are also included Centering pin and mercury container in the middle of the floating ball by immersion of the centering pin in the mercury container a downwardly directed hydrostatic Pressure exerted on the floating ball. In the absence of free buoyancy for the floating ball However, the advantageous effect according to the invention does not occur here.

Vielmehr bewirkt der abwärts gerichtete hydrostatische Druck hier nur eine Vergrößerung des durch den Flüssigkeitsauftrieb nicht voll ausgeglichenen Restgewichtes der Schwimmkugel, die für die Wirkung der Mittel zur Aufrechterhaltung des Schwebezustandes der Kugel in der gewünschten Höhenlage schädlich wäre, wenn sie nicht bei den gebräuchlichen Abmessungen der Zentrierstifte wegen ihrer Geringfügigkeit vernachlässigt werden könnte.Rather, it is the downward hydrostatic pressure that causes it only an increase in that which is not fully balanced by the buoyancy of the liquid Residual weight of the floating ball necessary for the effect of the means of maintenance the floating state of the ball at the desired altitude would be harmful if they do not with the usual dimensions of the centering pins because of their insignificance could be neglected.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beschrieben, die ein schematisches Ausführungsbeispiel darstellen, auf das aber die Erfindung nicht beschränkt ist. The invention is described with reference to the drawings, which are a schematic Represent an exemplary embodiment to which, however, the invention is not limited.

Um den Mittelpunkt 0 ist die Schwimmkugel 1 derart gelagert, daß sie die Möglichkeit hat, Pendelbewegungen um diesen Punkt auszuführen. Der Mittelpunkt 0 ist fest oder in bezug auf das die Schwimmkugel 1 enthaltende Gehäuse 2 innerhalb gewisser Grenzen beweglich. Das Gehäuse 2 ist völlig oder teilweise mit einer Flüssigkeit 3 gefüllt, in die die Schwimmkugel 1 eintaucht. Diese bekommt dadurch einen hydrostatischen Auftrieb, dessen Größe temperaturabhängig ist, und zwar einerseits wegen der thermischen Ausdehnung der Schwimmkugel 1 und ihrer daraus folgenden Raumänderung und andererseits wegen der thermischen Ausdehnung der Flüssigkeit 3 und der daraus folgenden Änderung ihres spezifischen Gewichtes. Around the center 0, the floating ball 1 is mounted in such a way that it has the possibility of oscillating movements around this point. The middle-point 0 is fixed or with respect to the housing 2 containing the floating ball 1 inside movable within certain limits. The housing 2 is completely or partially with a liquid 3 filled, in which the floating ball 1 is immersed. This gets a hydrostatic one Buoyancy, its size is temperature dependent, on the one hand because of the thermal expansion of the floating ball 1 and the resulting change in space and on the other hand because of the thermal expansion of the liquid 3 and from it following change in their specific weight.

Dem hydrostatischen Auftrieb der Schwimmkugel 1 wirkt die Schwerkraft entgegen. Die Abmessungen der Schwimmkugel sowie die Beschaffenheit der Flüssigkeit sind so gewählt, daß der Schwimmkugel bei allen Temperaturen, für die der Betrieb der Vorrichtung vorgesehen ist, als Resultierende der auf sie wirkenden Kräfte ein freier Auftrieb erteilt wird. Gravity acts on the hydrostatic buoyancy of the floating ball 1 opposite. The dimensions of the floating ball and the nature of the liquid are chosen so that the floating ball at all temperatures for which the operation the device is provided as a resultant of the forces acting on it free buoyancy is given.

Das Gehäuse 2 ist mit dem Deckel4 geschlossen der mit einer gegen den Mittelpunkt 0 gerichteten Stange 5 abwärts greift. Die Stange 5 ist am unteren Ende mit einem durch den Mittelpunkt 0 gehenden Zapfen 6 versehen. Auf diesem kann eine Buchse 7 frei gleiten und umlaufen. Sie ist in einem Rohrstutzen 1' der Schwimmkugel 1 in solcher Weise gelagert, daß diese inerhalb gewisser Grenzen beliebige Pendelbewegungen um den Zapfen 6 ausführen kann, wobei jedoch die Achse stets durch den Mittelpunkt O geht. Zu diesem Zwecke ist die Buchse 7 mit der Schwimmkugel 1 durch ein Kugelgelenk verbunden. The housing 2 is closed with the cover 4 with a counter the center point 0 facing rod 5 engages downwards. The rod 5 is at the bottom Provided the end with a pin 6 passing through the center point 0. On this can a bush 7 slide freely and revolve. It is in a pipe socket 1 'of the floating ball 1 mounted in such a way that this pendulum movements within certain limits can run around the pin 6, but the axis always through the center O goes. For this purpose the socket 7 is connected to the floating ball 1 by a ball joint tied together.

Dasselbe Ergebnis könnte durch ein Kardangelenk oder irgendein anderes geeignetes kinematisches Gelenk sowie durch nicht mechanische, vorzugsweise elektromagnetische Mittel erzielt werden.The same result could be achieved by a universal joint or any other suitable kinematic joint as well as by non-mechanical, preferably electromagnetic Funds can be obtained.

Der Zapfen 6 greift mit einem zylindrischen oder auch anders geformten Körper 8 in das vom Rohrstutzen 1' gebildete Becken 1". Dieses enthält eine Flüssigkeit 9, deren spezifisches Gewicht größer ist als das der Flüssigkeit 3, z. B. Ouecksilber. Der Flüssigkeitsspiegel muß auf jeden Fall unterhalb der Oberseite des Körpers 8 liegen. The pin 6 engages with a cylindrical or differently shaped Body 8 into the basin 1 "formed by the pipe socket 1 '. This contains a liquid 9, the specific gravity of which is greater than that of the liquid 3, e.g. B. silver. The liquid level must definitely be below the top of the body 8 lie.

Der teilweise in die Flüssigkeit 3 und teilweise in die Flüssigkeit 9 tauchende Körper 8 erhält einen aufwärts gerichteten hydrostatischen Schub, der sich infolge der Verschiedenheit zwischen den spezifischen Gewichten der Flüssigkeiten 3 und 9 bei jeder Tauchtiefenänderung des Körpers 8 in der Flüssigkeit 9 ändert. Ist der Körper 8 zylindrisch, dann ist diese Veränderung linear. The partially in the liquid 3 and partially in the liquid 9 submerged body 8 receives an upward hydrostatic thrust, the due to the difference between the specific weights of the liquids 3 and 9 changes with each change in immersion depth of the body 8 in the liquid 9. If the body 8 is cylindrical, this change is linear.

Der auf den Körper 8 wirkende hydrostatische Schub wird durch den Zapfen 6 die Stange 5 und den Deckel 4 auf das Gehäuse 2 übertragen, während die entsprechende Reaktionskraft durch die Flüssigkeit 9 auf den Boden des Beckens 1" und damit auf die Schwimmkugel 1 einwirkt. Dadurch wird dem freien Auftrieb der Schwimmkugel ein von seiner Größe abhängiger Widerstand entgegengesetzt und jeder Auftriebsänderung entspricht eine neue Gleichgewichtslage des Körpers 8 in der Flüssigkeit 9. The hydrostatic thrust acting on the body 8 is through the Pin 6, the rod 5 and the cover 4 transferred to the housing 2, while the corresponding reaction force through the liquid 9 on the bottom of the basin 1 " and thus acts on the floating ball 1. This will give the free buoyancy Floating ball has a resistance, depending on its size, opposite and everyone The change in lift corresponds to a new equilibrium position of the body 8 in the liquid 9.

Die Tauchtiefenänderung des Körpers 8 und die daraus folgende senkrechte Verschiebung des Mittelpunktes 0 wird desto kleiner sein, je größer die Verschiedenheit zwischen den spezifischen Gewichten der Flüssigkeiten 3 und 9 ist. The change in depth of the body 8 and the resulting vertical The shift of the center 0 will be the smaller, the greater the difference between the specific gravity of liquids 3 and 9.

Durch geeignete Wahl der Flüssigkeiten, sowie durch entsprechende Bemessung der Schwimmkugel kann man dafür sorgen, daß die Verschiebung des Mittelpunktes O je nach den Temperaturänderungen innerhalb der zu einem regelmäßigen Betrieb der Vorrichtung erforderlichen Grenzen bleibt. Through a suitable choice of liquids, as well as through appropriate Dimensioning the floating ball can be used to ensure that the shift of the center point O depending on the temperature changes within the regular operation of the Device required limits remains.

Wenn der Körper 8 zylindrisch ist, bietet des Zentriersystem den Vorteil, daß die Abmessungen der Quecksilberkuppe um den Körper 8 trotz der Tauchtiefenänderungen konstant bleiben, so daß keine Änderungen des Drehwiderstandes auftreten können. If the body 8 is cylindrical, the centering system offers the Advantage that the dimensions of the mercury dome around the body 8 despite the changes in diving depth remain constant so that no changes in the rotational resistance can occur.

Wenn die Schwimmkugel 1 mit anderen als mechanischen Mitteln zentriert wird, kann die aus dem Zapfen 6 und der Buchse 7 bestehende Einrichtung fortbleiben. In diesem Falle kann der Körper 8 die unmittelbare Verlängerung der Stange 5 bilden. pATENTANSlRtaCliE: 1. Lagerung für Kreiselkompasse mit einer Schwimmkugel, die in einer Schwimmflüssigkeit von geringem spezifischen Gewicht in annähernd konstanter Höhenlage frei schwebend gehalten und zentriert wird und nahe ihrer Mitte einen Behälter mit einer spezifisch schwereren Flüssigkeit enthält, in den von oben ein mit dem Behälter der Schwimmflüssigkeit fest verbundener Zapfen eintaucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (1) in der Schwimmflüssigkeit (3) einen freien Auftrieb besitzt und der in die spezifisch schwerere Flüssigkeit (9) eintauchende Zapfen (8) einen solchen nach unten gerichteten hydrostatischen Druck der spezifisch schwereren Flüssigkeit (9) auf die Schwimmkugel (1) hervorruft. daß der freie Auftrieb der Schwimmkugel (1) gerade aufgehoben wird, wenn sich die Kugel (1) in der gewünschten Höhenlage befindet. When the floating ball 1 is centered by other than mechanical means the device consisting of the pin 6 and the socket 7 can remain. In this case, the body 8 can form the direct extension of the rod 5. PATENT TRANSLATION: 1. Storage for gyrocompasses with a floating ball that is inserted into a swimming liquid of low specific weight in an approximately constant Altitude is kept floating and centered and close to its center one Contain container with a specific heavier liquid, into the one from above immersed pin firmly connected to the container of the floating liquid, thereby characterized in that the ball (1) in the swimming liquid (3) has a free buoyancy possesses and in the specifically heavier liquid (9) immersed pin (8) such a downward hydrostatic pressure is specifically heavier Liquid (9) causes the floating ball (1). that the free buoyancy of the Floating ball (1) has just been lifted when the ball (1) is in the desired position Altitude.

Claims

2. Storage according to claim 1, characterized in that the near the center of the floating ball (1) located container (1 ") and the one immersed in it Pins (8) are cylindrical.

3. Storage according to claim 1 and 2, characterized by an in the floating ball (1) on all sides inclinable centering body (7), which in turn on a cylindrical part (6) of the support (5) from above into the container (1 ") immersed pin (8) is longitudinally displaceable and rotatably mounted.

4. Storage according to claim 3, characterized in that the storage of the centering body (7) in the floating ball (1) is designed as a ball bearing.

5. Storage according to claim 1 and 2, characterized in that the Centering the floating ball (1) around the vertical axis by being in equilibrium sustaining electromagnetic forces takes place. ~~~~~~~~~ Publications considered: German patent application C 3397 IX b / 42 c.