DE102013001922A1 - Pendellagervorrichtung zur Lagerung von Kreiselsystemen eines Kreiselkompasses sowie Kreiselkompassvorrichtung mit einer derartigen Pendellagervorrichtung - Google Patents

Pendellagervorrichtung zur Lagerung von Kreiselsystemen eines Kreiselkompasses sowie Kreiselkompassvorrichtung mit einer derartigen Pendellagervorrichtung Download PDF

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Jörn Schneider
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Abstract

Die Erfindung betrifft Pendellagervorrichtung zur Lagerung von Kreiselsystemen (24) eines Kreiselkompasses, mit einem ersten Lagerelement (12), einem zweiten Lagerelement (14), das an dem ersten Lagerelement (12) zumindest schwenkbar gelagert ist, einem am ersten Lagerelement (12) angeordneten Dämpfungskörper (30), und einem am zweiten Lagerelement (14) angeordneten Gefäß (18), das eine Öffnung (18a) aufweist und mit einer viskosen Dämpfungsflüssigkeit (32) gefüllt ist, in die der Dämpfungskörper (30) durch die Öffnung (18a) des Gefäßes (18) eintaucht. Das Besondere der Erfindung besteht darin, dass die Öffnung (18a) des Gefäßes (18) mit einer flexiblen und dehnbaren Trennlage (40) verschlossen ist, durch die der Dämpfungskörper (30) im Wesentlichen abgedichtet geführt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Pendellagervorrichtung zur Lagerung von Kreiselsystemen eines Kreiselkompasses, mit einem ersten Lagerelement, einem zweiten Lagerelement, das an dem ersten Lagerelement zumindest schwenkbar gelagert ist, einem am ersten Lagerelement angeordneten Dämpfungskörper und einem am zweiten Lagerelement angeordneten Gefäß, das eine Öffnung aufweist und mit einer viskosen Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist, in die der Dämpfungskörper durch die Öffnung des Gefäßes eintaucht. Ferner betrifft die Erfindung eine Kreiselkompassvorrichtung mit einer derartigen Pendellagervorrichtung.
  • In Kreiselkompassanlagen, die hauptsächlich auf Schiffen eingesetzt werden, wird die für die Kreiselkompassfunktion notwendige Pendellagerung des richtungsweisenden Kreiselsystems zurzeit über ein Kugelgleitlager realisiert, das ein kugelförmiges Lagerelement und als Gegenlager einen Hohlkörper mit einem teilsphärischen Hohlraum aufweist, wobei die Oberfläche des kugelförmigen Lagerelementes und die teilsphärische Innenwandung des Hohlkörpers gemeinsam eine Gleitlagerung bilden. In der Regel ist das kugelförmige Lagerelement schiffsseitig so befestigt, dass es gegenüber dem Schiff ortsfest angeordnet ist, während an dem als Gegenlager vorgesehenen Hohlkörper eine Pendeleinheit hängt, die ein als Kurssensor dienendes Kreiselsystem enthält. Aufgrund einer solchen Anordnung bleibt unabhängig vom Krängungszustand des Schiffes die Pendeleinheit stets in erdvertikaler Ausrichtung. Hierzu wird beispielhaft auf die DE 30 11 727 A1 verwiesen.
  • Um bei Bewegungen des Schiffes, insbesondere bei Änderung dessen Krängung, ein Überschwingen und daraus resultierende unerwünschte reziproke Pendelbewegungen der Pendeleinheit zu vermeiden, muss die Pendellagervorrichtung entsprechend gedämpft sein. Hierzu ist am ersten Lagerelement ein Dämpfungskörper befestigt und am zweiten Lagerelement ein Gefäß angeordnet, das einen Hohlraum mit einer obenliegenden Öffnung aufweist und mit einer viskosen Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist, in die der Dämpfungskörper durch die Öffnung des Gefäßes eintaucht. Dabei ist diese Anordnung so getroffen und insbesondere die Dämpfungsflüssigkeit so beschaffen, dass bei Bewegungen des Schiffes die Pendeleinheit in ihrer erdvertikalen Ausrichtung verbleibt und somit den Schiffsbewegungen entsprechend folgt, ohne dass es zu einem Überschwingen und daraus resultierenden unerwünschten reziproken Pendelbewegungenkommt.
  • Hierzu ist es unter anderem jedoch wichtig, die Gleitlagerung von der viskosen Dämpfungsflüssigkeit freizuhalten. Denn wenn die viskose Dämpfungsflüssigkeit zwischen die beiden Lagerelemente gelangt, wird die Pendellagervorrichtung schwergängig, wodurch ein kleiner Lotwinkelfehler der sich je nach Schiffsneigung auszupendelnden Pendeleinheit entsteht, was wiederum zu einer asymmetrischen Lagerung der Kreiselkugel des Kreiselsystems und somit zu einem Kursfehler führen kann.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geeignete Maßnahme vorzuschlagen, die verhindert, dass zwischen dem ersten Lagerelement und dem zweiten Lagerelement viskose Dämpfungsflüssigkeit gelangt.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Pendellagervorrichtung zur Lagerung von Kreiselsystemen eines Kreiselkompasses, mit einem ersten Lagerelement, einem zweiten Lagerelement, das an dem ersten Lagerelement zumindest schwenkbar gelagert ist, einem am ersten Lagerelement angeordneten Dämpfungskörper, und einem am zweiten Lagerelement angeordneten Gefäß, das eine Öffnung aufweist und mit einer viskosen Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist, in die das Dämpfungskörper durch die Öffnung des Gefäßes eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Gefäßes mit einer flexiblen und dehnbaren Trennlage verschlossen ist, durch die das Dämpfungskörper im Wesentlichen abgedichtet geführt ist.
  • Mithilfe der Erfindung wird auf konstruktiv einfache und zugleich wirkungsvolle Weise eine Abdichtung der Öffnung des Gefäßes geschaffen, die verhindert, dass viskose Dämpfungsflüssigkeit austritt und in den Bereich zwischen dem ersten Lagerelement und dem zweiten Lagerelement gelangt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Öffnung des Gefäßes mit einer flexiblen und dehnbaren Trennlage verschlossen ist, durch die der Dämpfungskörper im Wesentlichen abgedichtet geführt ist. Die Trennlage sorgt also dafür, dass die viskose Dämpfungsflüssigkeit im Gefäß verbleibt. Auf diese Weise erfolgt eine Trennung der viskosen Dämpfungsflüssigkeit gegenüber den übrigen Bestandteilen der Pendellagervorrichtung und werden insbesondere die beiden Lagerelemente vor der viskosen Dämpfungsflüssigkeit geschützt und bleiben somit von dieser unbeeinflusst. Gleichwohl kann die viskose Dämpfungsflüssigkeit ihre Dämpfungsfunktion uneingeschränkt erfüllen. Denn durch die flexible und dehnbare Ausbildung der die Öffnung des Gefäßes verschließenden Trennlage bleibt gewährleistet, dass bei Bewegung des die viskose Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Gefäßes gegenüber dem in die viskose Dämpfungsflüssigkeit eintauchenden Dämpfungskörper die Trennlage von dem abgedichtet durch die Trennlage geführten Dämpfungskörper 'mitgenommen' wird, indem die Trennlage in Richtung ihrer Längserstreckung entsprechend komprimiert oder gedehnt wird. Somit bleibt das Gefäß gegenüber dem Dämpfungskörper frei beweglich und zugleich die Abdichtwirkung der erfindungsgemäßen Trennlage unbeeinflusst von der Relativbewegung zwischen Gefäß und Dämpfungskörper. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass die Pendellagervorrichtung in ihrer grundsätzlichen Konstruktion und Funktion von der Anordnung der erfindungsgemäßen Trennlage unberührt bleibt. Somit eignet sich die Erfindung auch für die Nachrüstung herkömmlicher Pendellagervorrichtungen.
  • Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Zur Vermeidung von unerwünschten Lufteinschlüssen sollte die Trennlage die Dämpfungsflüssigkeit im Wesentlichen und bevorzugt vollständig berühren bzw. im Wesentlichen und bevorzugt vollständig auf der Oberfläche der Dämpfungsflüssigkeit aufliegen.
  • Zweckmäßigerweise sollte die Trennlage viskoses Material aufweisen, dessen Viskosität im Wesentlichen höher als die Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit ist, was für die Absperr- bzw. Abdichtfunktion der Trennlage gegenüber der Dämpfungsflüssigkeit vorteilhaft ist, um einen sicheren Verschluss bzw. eine sichere Versiegelung der Dämpfungsflüssigkeit mithilfe der Trennlage zu erzielen. Für einen besonders wirkungsvollen Verschluss der Öffnung des Gefäßes ist die Trennlage mit der Innenwandung des Gefäßes abdichtend verbunden, vorzugsweise verklebt.
  • Zweckmäßigerweise weist die Dämpfungsflüssigkeit Silikonöl auf.
  • Bevorzugt weist das Material der Trennlage, insbesondere quervernetztes, Silikon-Elastomer auf, das sich vorteilhaft über die viskose Dämpfungsflüssigkeit legt und insbesondere mit dem sich durch die Trennlage erstreckenden Abschnitt des Dämpfungskörpers und der Wandung des Gefäßes verklebt.
  • Die Dicke der Trennlage kann bevorzugt etwa 2 bis 10 mm betragen.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung, bei welcher der Dämpfungskörper einen breiten ersten Abschnitt und einen schmalen, vorzugsweise stabförmigen, zweiten Abschnitt aufweist, über den der breite erste Abschnitt am ersten Lagerelement angeordnet ist, erstreckt sich der schmale zweite Abschnitt des Dämpfungskörpers durch die Trennlage und ist von diesem, vorzugsweise abgedichtet, umschlossen. Somit wird für der Dämpfungskörper im Bereich der Trennlage nur ein relativ geringer Öffnungsquerschnitt benötigt, wodurch sich nur ein relativ geringer Verbindungsbereich zwischen Dämpfungskörper und Trennlage ergibt.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführung, bei welcher das erste Lagerelement einen zumindest teilsphärischen Körper und das zweite Lagerelement einen entsprechenden zumindest teilsphärischen Hohlraum aufweist, in dem der zumindest teilsphärische Körper des ersten Lagerelementes beweglich angeordnet ist, und der zumindest teilsphärische Körper des ersten Lagerelementes und der zumindest teilsphärische Hohlraum im zweiten Lagerelement gemeinsam eine Gleitlageranordnung bilden, zeichnet sich dadurch aus, dass die Oberfläche des zumindest teilsphärischen Körpers des ersten Lagerelementes und/oder die Innenfläche des zumindest teilsphärischen Hohlraumes im zweiten Lagerelement mit einer reibungsarmen Schicht versehen und/oder zwischen dem zumindest teilsphärischen Körper des ersten Lagerelementes und dem zumindest teilsphärischen Hohlraum im zweiten Lagerelement eine reibungsarme Schicht angeordnet ist. Dabei wird mithilfe der erfindungsgemäßen Trennlage die reibungsarme Schicht zwischen den beiden Lagerelementen von der viskosen Dämpfungsflüssigkeit im Gefäß getrennt und bildet demnach die Trennlage eine Sperre zwischen der reibungsarmen Schicht und der viskosen Dämpfungsflüssigkeit. Bei dieser Ausführung wird somit die Gleitlagerung durch Anordnung der reibungsarmen Schicht zwischen den beiden Lagerelementen vorteilhaft unterstützt. Dabei bietet der erfindungsgemäße Aufbau aufgrund der Abdichtung gegenüber der Dämpfungsflüssigkeit vorteilhaft die Möglichkeit der Verwendung von zusätzlichen Schmiermitteln wie beispielsweise die zuvor angesprochene reibungsarme Schicht zwischen den beiden Lagerelementen und führt somit zu einer weiteren Reduzierung der Gelenkreibung zur Erreichung des idealen Erdlotwinkels der das Kreiselsystem enthaltenden Pendeleinheit. Bevorzugt kann die reibungsarme Schicht PTFE aufweisen.
  • Eine alternative Ausführung, bei welcher das erste Lagerelement einen zumindest teilsphärischen Körper und das zweite Lagerelement einen entsprechenden zumindest teilsphärischen Hohlraum aufweist, in dem der zumindest teilsphärische Körper des ersten Lagerelementes beweglich angeordnet ist, und der zumindest teilsphärische Körper des ersten Lagerelementes und der zumindest teilsphärische Hohlraum im zweiten Lagerelement gemeinsam eine Gleitlageranordnung bilden, zeichnet sich dadurch aus, dass die Oberfläche des zumindest teilsphärischen Körpers des ersten Lagerelementes und/oder die Innenfläche des zumindest teilsphärischen Hohlraumes im zweiten Lagerelement zumindest teilweise poliert ist. Bei dieser Ausführung wird demnach die Gleitlagerung durch im Wesentlichen direkte Berührung der Oberfläche des zumindest teilsphärischen Körpers des ersten Lagerelementes mit der Innenfläche des zumindest teilsphärischen Hohlraumes im zweiten Lagerelement realisiert und dabei die Gleitlagerfähigkeit noch erhöht, indem mindestens eine dieser beiden Flächen zumindest teilweise poliert ist.
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 schematisch im Querschnitt eine Kreiselkompassanlage;
  • 2 die Kreiselkompassanlage von 1 in einem Betriebszustand bei stärkerer Krängung des Schiffes, in dem die Kreiselkompassanlage installiert ist;
  • 3 schematisch im Querschnitt eine Einzeldarstellung einer in der Kreiselkompassanlage von 1 eingesetzten Pendellagervorrichtung; und
  • 4 schematisch im Querschnitt eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung der Pendellagervorrichtung von 3 gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung.
  • In 1 ist schematisch im Querschnitt eine Kreiselkompassanlage abgebildet, wie sie hauptsächlich auf Schiffen eingesetzt wird. Die beispielhaft dargestellte Kreiselkompassanlage 2 weist ein Gehäuse 4 auf, in dem sämtliche Komponenten geschützt untergebracht sind. Die Kreiselkompassanlage 2 ist mit ihrem Gehäuse 4 in einem Fahrzeug fest montiert, bei dem es sich beispielsweise um ein Schiff handeln kann. Schematisch ist in 1 mit dem Bezugszeichen ”6” ein Schiffsdeck angedeutet, auf dem das Gehäuse 4 der Kreiselkompassanlage 2 mit seinem Boden 4a fest montiert ist. An einem Träger 8 innerhalb des Gehäuses 4 ist über eine nicht gekennzeichnete und im Einzelnen auch nicht dargestellte Encoder-Baugruppe hängend eine Pendellagervorrichtung 10 montiert.
  • Die in 1 nur grob dargestellte Pendellagervorrichtung 10 weist ein erstes Lagerelement und ein zweites Lagerelement, das an dem ersten Lagerelement schwenk- und drehbar gelagert ist, auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem ersten Lagerelement um eine Lagerkugel 12 und bildet das zweite Lagerelement einen Lagerkörper 14, der einen teilsphärischen Hohlraum enthält und auch als Pfanne oder Pfannenkörper bezeichnet werden kann. Die als erstes Lagerelement dienende Lagerkugel 12 ist am unteren Ende eines Haltestabes 16 gehaltert, der mit seinem oberen Ende am Träger 8 befestigt ist. Dabei ist der Haltestab 16 gegenüber dem Träger 8 und dem Gehäuse 4 und somit auch dem in 1 schematisch dargestellten Schiffsdeck 6 ortsfest angeordnet und ragt nach unten, wobei in der waagerechten und somit ungekrängten Schwimmlage des Schiffes, was in 1 durch eine waagerechte Ausrichtung des schematisch angedeuteten Schiffsdecks 6 zum Ausdruck kommt, sich der Haltestab 16 in vertikaler Richtung erstreckt, sodass die Längs- bzw. Mittelachse C des Haltestabes 16 mit der Erdvertikalen V zusammenfällt.
  • An der Unterseite des Lagerkörpers 14 sind ein Gefäß 18 und eine sog. Pendeleinheit 20 befestigt, sodass das Gefäß 18 und die Pendeleinheit 20 gegenüber dem Lagerkörper 14 ortsfest angeordnet sind. Demnach bildet die Pendellagervorrichtung 10 eine gelenkige Verbindung der Pendeleinheit 20 mit dem Träger 8. Zum Schutz dieser gelenkigen Verbindung ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein im Wesentlichen torsionssteifer Faltenbalg 22 vorgesehen, der die Pendellagervorrichtung 10 und weitere dargestellte, jedoch nicht näher erläuterte Komponenten umgibt und zwischen dem Träger 8 und der Oberseite 20a der Pendeleinheit 20 angeordnet ist und gleichzeitig als torsionssteifes Verbindungselement eine Verdrehung der Pendeleinheit 20 gegenüber dem Träger 8 und somit dem Schiff in Bezug auf die Erdvertikale V im Wesentlichen verhindert. Die Pendeleinheit 20 enthält ein Kreiselsystem 24, das von einer Kugelhülle 26 umschlossen ist. Somit dient die Pendeleinheit 20 auch als Gehäuse für das Kreiselsystem 24.
  • Da der Lagerkörper 14 der Pendellagervorrichtung 10, an dem die Pendeleinheit 20 hängt, gegenüber dem Haltestab 16, der am Träger 8 gegenüber diesem ortsfest angeordnet ist und dessen Längs- bzw. Mittelachse C rechtwinklig zum Schiffsdeck 6 verläuft, dreh- und schwenkbar ist, bleibt unabhängig vom Neigungs- oder Krängungszustand des Schiffes die Pendeleinheit 20 stets in vertikaler Ausrichtung, wie 2 erkennen lässt. Denn in 2 ist schematisch ein Zustand gezeigt, in dem sich das Schiff in einem gegenüber der Erdhorizontalen V geneigten oder gekrängten Zustand befindet. Dies hat zur Folge, dass durch die Neigung oder Krängung des Schiffsdecks 6 auch das Gehäuse 4 in eine entsprechend geneigte Stellung gelangt und dadurch der Haltestab 16 mit seiner Längs- bzw. Mittelachse C aus der Erdvertikalen V im dargestellten Ausführungsbeispiel um einen vom Mittelpunkt der Lagerkugel 12 gebildeten Drehpunkt ausgelenkt wird. Da die Pendeleinheit 20 ein Pendelgewicht bildet, verbleibt die Pendeleinheit 20 und somit das Kreiselsystem 24 in der ursprünglichen vertikalen Ausrichtung, wie 2 erkennen lässt. 2 zeigt im dargestellten Ausführungsbeispiel die Kreiselkompassanlage 2 in einer maximalen Schwenkstellung, die jedoch in der Praxis in der Regel nicht erreicht wird.
  • Um bei Bewegungen des Fahrzeuges bzw. Schiffes, insbesondere bei Änderungen dessen Neigungs- oder Krängungswinkels, ein Überschwingen und daraus resultierende unerwünschte reziproke Pendelbewegungen der Pendeleinheit 20 zu vermeiden, muss die Pendellagervorrichtung 10 entsprechend gedämpft sein. Wie 3 erkennen lässt, ist hierzu an der Lagerkugel 12 ein Dämpfungskörper 30 befestigt, das von der Lagerkugel 12 nach unten ragt und sich in das darunter befindliche und am Lagerkörper 14 befestigte Gefäß 18 durch dessen an seiner Oberseite ausgebildete Öffnung 18a erstreckt. Wie 3 ferner schematisch erkennen lässt, ist das Gefäß 18 mit einer Dämpfungsflüssigkeit 32 gefüllt, in die der Dämpfungskörper 30 durch die Öffnung 18a des Gefäßes 18 eintaucht. Dabei ist diese Anordnung so getroffen und insbesondere die Dämpfungsflüssigkeit 32 so beschaffen, dass bei Bewegungen des Fahrzeuges bzw. Schiffes die Pendeleinheit 20 in ihrer erdvertikalen Ausrichtung gemäß Darstellung von 2 verbleibt und somit unverzüglich den Bewegungen des Fahrzeuges bzw. Schiffes entsprechend folgt, ohne dass sie zu einem Überschwingen und daraus resultierenden unerwünschten reziproken Pendelbewegungen neigt. Hierzu besitzt die Dämpfungsflüssigkeit 32 eine entsprechende Viskosität und weist bevorzugt eine spezielle Zubereitung hochmolekularer Siloxane auf, die eine maßgeschneiderte Kombination aus viskosem und elastischem Dämpfungsverhalten zeigt und somit ein besonders breites Dämpfungsspektrum abdeckt.
  • Bei der von der Pendellagervorrichtung 10 erzeugten Lagerung handelt es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel um eine Gleitlagerung. Wie insbesondere 4 näher erkennen lässt, entsteht die Gleitlagerung im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Zusammenwirken der sphärischen Oberfläche 12a der Lagerkugel 12 mit einer teilsphärischen Innenfläche 14a, die an der Innenseite eines hülsenförmigen Einsatzes 14b ausgebildet ist, welcher dem Lagerkörper 14 zugeordnet bzw. dessen Bestandteil ist. Die sphärische Oberfläche 12a der Lagerkugel 12 und die teilsphärische Innenfläche 14a des Lagerkörpers 14 bilden die Gelenkoberflächen, so dass diese Flächen nachfolgend alternativ auch als Gelenkoberfläche 12a, 14a bezeichnet sind. Um eine gute Gleitlagerfähigkeit zu erzielen, insbesondere wenn sich beide Gelenkoberflächen 12a, 14a in direkter gegenseitiger Berührung befinden, sollte mindestens eine dieser beiden Gelenkoberflächen 12a, 14a zumindest teilweise poliert sein. Alternativ oder zusätzlich ist es aber auch denkbar, zwischen diesen beiden Gelenkoberflächen 12a, 14a eine reibungsarme Schicht vorzusehen, die beispielsweise ein Gleit- und Trennmittel aufweisen kann. Bei einem solchen Gleit- und Trennmittel kann es sich beispielsweise um eine Aerosolzubereitung eines speziell organomodifizierten Polysiloxans mittlerer Viskosität handeln, wobei aufgrund seiner chemischen Struktur sich die Aktivkomponente eines derartigen Gleit- und Trennmittels in besonderem Maße als Montagehilfsmittel eignet, die angrenzende Lagerkugel 12 in besonderem Maße schützt und zugleich die Gleitfähigkeit der Gelenkoberflächen 12a, 14a verbessert. Alternativ oder zusätzlich kann die reibungsarme Schicht PTFE aufweisen.
  • Für eine ordnungsgemäße Funktion der Pendellagervorrichtung 10 ist es unter anderem wichtig, die Gleitlagerung von der Dämpfungsflüssigkeit 32 freizuhalten. Denn wenn die Dämpfungsflüssigkeit 32 zwischen die beiden Gelenkoberflächen 12a, 14a gelangt, wird die Relativbewegung des Lagerkörpers 14 gegenüber der Lagerkugel 12 negativ beeinflusst. Daraus erwächst die Gefahr, dass ein Lotwinkelfehler der sich je nach Neigung des Fahrzeuges bzw. Schiffes auszupendelnden Pendeleinheit 20 entsteht, was wiederum zu einer asymmetrischen Lagerung der (in den Figuren nicht näher bezeichneten) Kreiselkugel des Kreiselsystems 24 und somit zu einem Kursfehler führen kann.
  • Um zu verhindern, dass die Dämpfungsflüssigkeit 32 aus dem Gefäß 18 austritt und insbesondere in den Bereich zwischen den beiden Gelenkoberflächen 12a, 14a gelangt, ist die Öffnung 18a des Gefäßes 18 mit einer Trennlage 40 verschlossen. Wie 4 ferner erkennen lässt, weist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Dämpfungskörper 30 einen breiten unteren Abschnitt 30a und einen schmalen, stabförmigen oberen Abschnitt 30b auf, über den der breite untere Abschnitt 30a an der Lagerkugel 12 befestigt ist. Dabei wird im dargestellten Ausführungsbeispiel der stabförmige obere Abschnitt 30b des Dämpfungskörpers 30 von der Trennlage 40 umschlossen, wodurch sich nur ein relativ geringer Verbindungsbereich zwischen Dämpfungskörper 30 und Trennlage 40 ergibt.
  • Die die Öffnung 18a des Gefäßes 18 verschließende Trennlage 40 besteht aus einem flexiblen und dehnbaren Material und hat bevorzugt eine Dicke vom etwa 2 bis 3 mm Hierdurch bleibt gewährleistet, dass bei Bewegung des die viskose Dämpfungsflüssigkeit 32 enthaltenden Gefäßes 18 gegenüber dem in die viskose Dämpfungsflüssigkeit eintauchende Dämpfungskörper 30 die Trennlage 40 von dem durch die Trennlage 40 geführte Dämpfungskörper 30 'mitgenommen' wird, indem die Trennlage 40 in Richtung ihrer Längserstreckung entsprechend komprimiert oder gedehnt wird. Somit bleibt das Gefäß 18 gegenüber dem Dämpfungskörper 30 frei beweglich und zugleich die Abdichtwirkung der Trennlage 40 unbeeinflusst von der Relativbewegung zwischen Gefäß 18 und Dämpfungskörper 30.
  • Das für die Trennlage 40 verwendete Material weist im beschriebenen Ausführungsbeispiel eine höhere Viskosität als die Dämpfungsflüssigkeit 32 auf, was für die Absperr- bzw. Abdichtfunktion der Trennlage 40 gegenüber der Dämpfungsflüssigkeit 32 vorteilhaft ist, um einen sicheren Verschluss bzw. eine sichere Versiegelung der Dämpfungsflüssigkeit 32 mithilfe der Trennlage 40 zu erzielen.
  • Wie 4 ferner schematisch erkennen lässt, liegt die Trennlage 40 auf der Oberfläche der Dämpfungsflüssigkeit 32 auf, um die Entstehung von unerwünschten Lufteinschlüssen zu vermeiden, wobei der umlaufende Außenrand 40a der Trennlage 40 im Wesentlichen mit der Innenwandung 18b des Gefäßes 18 verklebt ist. Der schmale obere Abschnitt 30b des Dämpfungskörpers 30 wird von der Trennlage 40 berührend umschlossen, wie 4 ferner schematisch erkennen lässt, wodurch sich eine Abdichtung zwischen dem Dämpfungskörper 30 und der Trennlage 40 ergibt. Bevorzugt kann die Trennlage 40 mit dem schmalen stabförmigen oberen Abschnitt 30b des Dämpfungskörpers 30 verklebt sein und/oder die Oberfläche der Dämpfungsflüssigkeit 32 berühren, wobei sie bei einer weiteren Ausführung auch auf dieser anhaften oder anderweitig mit dieser verbunden sein kann.
  • Die Trennlage 40 kann Gel enthalten oder aus Gel bestehen, bei welchem es sich um ein reaktives System auf Basis speziell modifizierter Siloxane zur Erzeugung von Dichtungs- und Siegelflächen nach dem Gießverfahren handelt. Im ausreagierten Zustand zeichnet sich ein derartiges Gel durch seine extreme Dehnbarkeit in Kombination mit nur schwach ausgeprägten elastischen Rückstellkräften sowie durch seine ausgezeichnete Alterungsbeständigkeit aus. Hierzu weist das Material der Trennlage 40 bevorzugt quervernetztes Silikon-Elastomer auf. Ferner kann das Material der Trennlage 40 so beschaffen sein, dass sich dessen Viskosität durch Veränderung von physikalischen und/oder chemischen Zustandsbedingungen erhöht. Somit handelt es sich bei der Trennlage 40 um eine dünne Sperrmembran, die bevorzugt unter Verwendung eines Silikons hergestellt werden kann, welches keine Haftreibung erzeugt. Nach alledem bildet die Trennlage 40 einen Deckel aus zunächst flüssigem Material, das bevorzugt Silikon enthält und erst nach Aushärtung einen elastischen Deckel für den Verschluss bzw. die Versiegelung der Dämpfungsflüssigkeit 32, die bevorzugt aus einer dauerelastischen Silikonmasse besteht, entstehen lässt. Bevorzugt beträgt die Dicke der Trennlage 40 etwa 2 bis 10 mm.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 3011727 A1 [0002]

Claims (12)

  1. Pendellagervorrichtung zur Lagerung von Kreiselsystemen (24) eines Kreiselkompasses, mit einem ersten Lagerelement (12), einem zweiten Lagerelement (14), das an dem ersten Lagerelement (12) zumindest schwenkbar gelagert ist, einem am ersten Lagerelement (12) angeordneten Dämpfungskörper (30), und einem am zweiten Lagerelement (14) angeordneten Gefäß (18), das eine Öffnung (18a) aufweist und mit einer viskosen Dämpfungsflüssigkeit (32) gefüllt ist, in die der Dämpfungskörper (30) durch die Öffnung (18a) des Gefäßes (18) eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (18a) des Gefäßes (18) mit einer flexiblen und dehnbaren Trennlage (40) verschlossen ist, durch die der Dämpfungskörper (30) im Wesentlichen abgedichtet geführt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennlage (40) die Dämpfungsflüssigkeit (32) im Wesentlichen berührt.
  3. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennlage (40) viskoses Material aufweist, dessen Viskosität im Wesentlichen höher als die Viskosität der Dämpfungsflüssigkeit (32) ist.
  4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennlage (40) mit der Innenwandung (18b) des Gefäßes (18) abdichtend verbunden, vorzugsweise verklebt, ist.
  5. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsflüssigkeit (32) Silikonöl aufweist.
  6. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Trennlage (40), insbesondere quervernetztes, Silikon-Elastomer aufweist.
  7. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Trennlage (40) etwa 2 bis 10 mm beträgt.
  8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher der Dämpfungskörper (30) einen breiten ersten Abschnitt (30a) und einen schmalen, vorzugsweise stabförmigen, zweiten Abschnitt (30b) aufweist, über den der breite erste Abschnitt (30a) am ersten Lagerelement (12) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der schmale zweite Abschnitt (30b) des Dämpfungskörpers (30) sich durch die Trennlage (40) erstreckt und von der Trennlage (40) berührend, vorzugsweise abgedichtet, umschlossen ist.
  9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welcher das erste Lagerelement (12) einen zumindest teilsphärischen Körper und das zweite Lagerelement (14) einen entsprechenden zumindest teilsphärischen Hohlraum aufweist, in dem der zumindest teilsphärische Körper des ersten Lagerelementes (12) beweglich angeordnet ist, und der zumindest teilsphärische Körper des ersten Lagerelementes (12) und der zumindest teilsphärische Hohlraum im zweiten Lagerelement (14) gemeinsam eine Gleitlageranordnung bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (12a) des zumindest teilsphärischen Körpers des ersten Lagerelementes (12) und/oder die Innenfläche (14a) des zumindest teilsphärischen Hohlraumes im zweiten Lagerelement (14) mit einer reibungsarmen Schicht versehen und/oder zwischen dem zumindest teilsphärischen Körper des ersten Lagerelementes (12) und dem zumindest teilsphärischen Hohlraum im zweiten Lagerelement (14) eine reibungsarme Schicht angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die reibungsarme Schicht PTFE aufweist.
  11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher das erste Lagerelement (12) einen zumindest teilsphärischen Körper und das zweite Lagerelement (14) einen entsprechenden zumindest teilsphärischen Hohlraum aufweist, in dem der zumindest teilsphärische Körper des ersten Lagerelementes (12) beweglich angeordnet ist, und der zumindest teilsphärische Körper des ersten Lagerelementes (12) und der zumindest teilsphärische Hohlraum im zweiten Lagerelement (14) gemeinsam eine Gleitlageranordnung bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (12a) des zumindest teilsphärischen Körpers des ersten Lagerelementes (12) und/oder die Innenfläche (14a) des zumindest teilsphärischen Hohlraumes im zweiten Lagerelement (14) zumindest teilweise poliert ist.
  12. Kreiselkompassvorrichtung mit einer Kreiseleinheit (20), die ein drehbar gelagertes Kreiselsystem (24) aufweist, gekennzeichnet durch eine Pendellagervorrichtung (10) nach mindestens einem der vorrangegangenen Ansprüche, an dessen zweitem Lagerelement (14) die Kreiseleinheit (20) angeordnet ist.
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