DE1105187B

DE1105187B - Pneumatically driven gyroscope

Info

Publication number: DE1105187B
Application number: DEA17811A
Authority: DE
Inventors: Robert Annen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-04-17
Filing date: 1953-04-15
Publication date: 1961-04-20

Description

Pneumatisch angetriebenes Kreis elgerät Die Erfindung betrifft ein pneumatisch angetriebenes Kreiselgerät mit hohlkugelförmigem Rotor.Pneumatically driven circular elgerät The invention relates to a pneumatically driven gyroscope with a hollow spherical rotor.

Es ist bereits ein Kreiselgerät dieser Art bekannt, bei dem der Rotor in einer die Rotorkugel teilweise umschließenden Lagerschale auf Druckluftpolstern allseitig beweglich gelagert ist und über eine Reihe von Antriebsluftkanälen, die in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene liegen und unter gleichen Winkeln schräg zur Radialrichtung gerichtet sind, durch die der Lagerung zugeführte Druckluft in Rotation versetzt wird. A gyroscope of this type is already known in which the rotor in a bearing shell that partially encloses the rotor ball on compressed air cushions Is mounted movably on all sides and via a number of drive air ducts that lie in a plane perpendicular to the axis of rotation and at the same angles are directed obliquely to the radial direction, through the compressed air supplied to the bearing is set in rotation.

Entsprechend seiner Bestimmung als Vertikalkreisel rotiert der kugelförmige Rotor dieses bekannten Gerätes um eine vertikale Achse. Die Lagerschale ist als den Äquator des kugelförmigen Rotors umschließender, verhältnismäßig schmaler Kugelring mit einer ringförmigen Luftkammer ausgebildet. Die Druckluft, die dieser Luftkammer zur Bildung des den Rotor tragenden Luftpolsters zugeführt wird, wird durch in der Äquatorebene des Rotors vorgesehene Offnungen in das Innere des hohlkugelförmigen Rotors geleitet und tritt oberhalb und unterhalb des die Rotorkugel umschließenden Lagerringes durch je eine Reihe von Antriebsluftkanälen aus, die in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene liegen und unter gleichen Winkeln schräg zur Radialrichtung gerichtet sind, so daß der Rotor durch die Reaktionswirkung der austretenden Luft in Drehung versetzt wird. The spherical top rotates according to its designation as a vertical top Rotor of this known device around a vertical axis. The bearing shell is as relatively narrow spherical ring enclosing the equator of the spherical rotor formed with an annular air chamber. The compressed air that this air chamber to form the air cushion carrying the rotor is supplied by in the Equatorial plane of the rotor provided openings in the interior of the hollow spherical The rotor is passed and occurs above and below the area surrounding the rotor ball Bearing ring by a series of drive air ducts, which in one to the axis of rotation perpendicular plane and directed at the same angles obliquely to the radial direction are so that the rotor rotates by the reaction of the exiting air is moved.

Um die Luftzufuhr von der Luftkammer des Lagerringes in das Innere des kugelförmigen Rotors auch bei Schwankungen der Unterlage sicherzustellen, muß dafür gesorgt werden, daß der Lagerring ständig wenigstens angenähert in horizontaler Lage verbleibt. Zu diesem Zweck ist der Lagerring bei dem bekannten Kreiselgerät kardanisch aufgehängt. To the air supply from the air chamber of the bearing ring into the interior of the spherical rotor must be ensured even with fluctuations in the base it must be ensured that the bearing ring is constantly at least approximately in a horizontal position Location remains. For this purpose, the bearing ring is in the known gyroscope gimbaled.

Ziel der Erfindung ist es, den Kreisel so auszubilden, daß der Antrieb des Rotors durch die den Lagerpolstern zugeführte Druckluft auch bei größeren relativen Winkelbewegungen der Rotorachse gegenüber der Lagerschale gewährleistet ist, so daß auf die kardanische Lagerung der Lagerschale völlig verzichtet werden kann. The aim of the invention is to design the gyro so that the drive of the rotor through the compressed air supplied to the bearing pads, even with larger relative Angular movements of the rotor axis relative to the bearing shell is guaranteed so that the gimbal bearing of the bearing shell can be completely dispensed with.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß in die Antriebsluftkanäle eintretende Luft den Rotor in der gleichen Richtung antreibt wie aus den Kanälen austretende Luft, besteht die Erfindung darin, daß die den Rotor teilweise umschließende Lagerschale aus zwei zueinander symmetrischen kalottenförmigen Lagerteilen besteht, die durch eine ringförmige Luftaustrittszone voneinander getrennt sind, daß die Antriebsluftkanäle in der Äquatorebene des Rotors liegen und daß der Rotor Betriebslagen einnehmen kann, bei denen seine Äquatorebene die kalottenförmigen Lagerflächen schneidet. Based on the knowledge that entering the drive air ducts Air drives the rotor in the same direction as the air exiting the ducts Air, the invention consists in that the bearing shell partially enclosing the rotor consists of two mutually symmetrical dome-shaped bearing parts, which through an annular air outlet zone are separated from each other that the drive air ducts lie in the equatorial plane of the rotor and that the rotor assume operating positions can, in which its equatorial plane intersects the dome-shaped bearing surfaces.

Es sind zwar auch schon luftgelagerte Kreiselrotore bekannt, bei denen die Antriebsluftkanäle in der zur Rotationsachse senkrechten Symmetrieebene des Rotors angeordnet sind, jedoch ist hierbei die Rotationsachse des Rotors durch die Lagerung eindeutig festgelegt, und es besteht keine Wechselwirkung zwischen der Ausbildung der Lagerschalen und der Anordnung der Antriebsluftkanäle. There are already air-bearing gyro rotors known at which the drive air ducts in the plane of symmetry perpendicular to the axis of rotation of the rotor are arranged, but here the axis of rotation of the rotor is through the storage is clearly defined and there is no interaction between the formation of the bearing shells and the arrangement of the drive air ducts.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Anordnung beruht darauf, daß sich im allgemeinen, d. h. wenn der Äquator der Kreiselkugel sich nicht gerade vollständig im Bereich der ringförmigen Luftaustrittszone der Lagerschale befindet, jeweils ein Teil der Antriebsluftkanäle im Bereich der die Kreiselkugel tragenden Druckluftpolster und der andere Teil im Bereich der ringförmigen Luftaustrittszone der Lagerschale befindet. Die von den Druckluftpolstern in den einen Teil der Antriebsluftkanäle eintretende Luft wirkt dann nach dem Aktionsprinzip, die aus dem anderen Teil der Antriebsluftkanäle austretende Luft nach dem Reaktionsprinzip, im gleichen Sinne antreibend, auf den hohlkugelförmigen Rotor. The effect of the arrangement according to the invention is based on the fact that in general, d. H. when the equator of the top is not exactly complete located in the area of the annular air outlet zone of the bearing shell, respectively a part of the drive air ducts in the area of the compressed air cushions carrying the gyro sphere and the other part in the area of the annular air outlet zone of the bearing shell is located. The air from the compressed air cushions in one part of the drive air ducts incoming air then acts on the principle of action that from the other part of the Drive air channels exiting air according to the reaction principle, in the same sense driving on the hollow spherical rotor.

Um auch in den wenigen Fällen, in denen sich alle Antriebsluftkanäle im Bereich der Luftaustrittszone der Lagerschale befinden, eine antreibende Kraft auf den Rotor ausüben zu können, sind in Weiterbildung der Erfindung an den Polen der Rotorkugel Öffnungen vorgesehen, die innerhalb des hohlkugelförmigen Rotors mit den Antriebsluftkanälen in Verbindung stehen. Hierdurch wird die Versorgung des Kugelinneren mit Druckluft auch in diesen Lagen sichergestellt und auch in bestimmten anderen Lagen die Luftversorgung bzw. der Luftaustritt unterstützt. This is also the case in the few cases in which all drive air ducts are located in the area of the air outlet zone of the bearing shell, a driving force to be able to exercise on the rotor are in a development of the invention on the poles The rotor ball openings are provided within the hollow spherical rotor are in communication with the drive air ducts. This will make the supply the interior of the ball is ensured with compressed air in these positions and also in certain other layers support the air supply or the air outlet.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist ferner vorgesehen, die Antriebsluftkanäle mit verengten Austrittsdüsen zu versetzen, den Rotor in den kalottenförmigen Lagerteilen durch ein zentrales und ein dasselbe umgebendes ringförmiges Luftpolster zu tragen, wobei das ringförmige Luftpolster noch in Sektoren unterteilt sein kann, und in der Äquator ebene des Rotors symmetrisch verteilt mehrere in Radialkammern frei beweglich angeordnete Kugeln vorzusehen. In preferred embodiments of the invention it is also provided to relocate the drive air ducts with narrowed outlet nozzles, the rotor in the Dome-shaped bearing parts by a central one and an annular one surrounding the same Carry air cushions, the ring-shaped air cushion still divided into sectors can be, and in the equatorial plane of the rotor symmetrically distributed several in radial chambers to provide freely movable balls.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, die jedoch nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruches geschützt sein soll, besteht darin, daß die Lagerteile eine in der Horizontalebene drehbare Baugruppe bilden und die Druckluftzufuhr durch die Drehachse dieser Baugruppe erfolgt und Mittel vorgesehen sind, um die Druckluftzufuhr zu den Lagerteilen zu verschließen, und diese Mittel durch axiale Verschiebung des zum Verdrehen der Baugruppe vorgesehenen Einstellmittels betätigt werden, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß ein Verdrehen der Baugruppe nur nach Sperrung der Luftzufuhr möglich ist. Another preferred embodiment of the invention, however is to be protected only in connection with the subject matter of the main claim in that the bearing parts form an assembly rotatable in the horizontal plane and the compressed air supply takes place through the axis of rotation of this assembly and means are provided to close the compressed air supply to the bearing parts, and this means by axial displacement of the intended for rotating the assembly Adjusting means are actuated, the arrangement being made so that rotation of the assembly is only possible after the air supply has been blocked.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Rotorachse, wobei der Rotor und der für dessen Abstützung vorgesehene Flansch um 900 verdreht sind zwecks Aufzeigens der Luftverteilung, Fig. 2 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen horizontalen Teilschnitt nach der Linie III-ITI der Fig. 1, Fig. 4 einen Teilschnitt des kugeligen Rotors längs einer Meridianebene in einem größeren Maßstab mit einer der Vorrichtungen zum Rückführen des Rotors in die Vertikalstellung, Fig. 5 einen äquatorialen Schnitt durch den Rotor, Fig. 6 einen Meridianschnitt durch den Rotor und durch in unmittelbarer Nähe desselben gelegene Lagerteile, Fig. 7 eine Vorderansicht eines dieser Lagerteile und schematisch in Projektion die Pfade der Luftauslaßdüsen in gewissen Rotorarbeitsstellungen, Fig. 8 einen Meridianschnitt ähnlich Fig. 6, jedoch den Rotor in einer Stellung, in der seine Lufteinlaßöffnungen zwischen den Lagerteilen liegen, und Fig. 9 einen Teilschnitt nach der Achse IX-IX der Fig. 8. An embodiment of the invention is shown in the drawing, 1 shows a vertical section through the rotor axis, the rotor and the flange provided for its support are rotated by 900 for the purpose of showing the air distribution, Fig. 2 is a plan view, partly in section, along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 shows a horizontal partial section along the line III-ITI of 1, 4 show a partial section of the spherical rotor along a meridional plane on a larger scale with one of the devices for returning the rotor in the vertical position, FIG. 5 shows an equatorial section through the rotor, FIG. 6 a meridional section through the rotor and through in the immediate vicinity of the same located bearing parts, Fig. 7 is a front view of one of these bearing parts and schematically in projection the paths of the air outlet nozzles in certain rotor working positions, 8 shows a meridional section similar to FIG. 6, but the rotor in a position in which its air inlet openings lie between the bearing parts, and Fig. 9 a Partial section along the axis IX-IX of FIG. 8.

Das in Fig. 1 dargestellte Kreiselgerät weist ein Metallgehäuse 1 auf, das, allgemein gesehen, die Form eines zylindrischen Topfes hat, der an seinem oberen Ende einen eine ringförmige Verschlußplatte 3 tragenden inneren Umfangsflansch 1' besitzt. Zwischen dieser Platte 3 und einer ähnlichen, in das obere, mit Innengewinde versehene Ende des Gehäuses 1 eingeschraubten Verschlußplatte 2 ist ein sphärisch gekrümmtes Schauglas 4 festgeklemmt, wobeiDichtungsringe 3' und 4' einen hermetischen Abschluß sichern. The gyro device shown in FIG. 1 has a metal housing 1 on which, generally speaking, has the shape of a cylindrical pot attached to its upper end a ring-shaped closure plate 3 carrying inner peripheral flange 1 'owns. Between this plate 3 and a similar one, in the upper one, with an internal thread provided end of the housing 1 screwed closure plate 2 is a spherical curved sight glass 4 clamped, with sealing rings 3 'and 4' a hermetic Secure closure.

Im Rand des Schauglases 4 ist eine Kreisskala 104 (Fig. 2) eingraviert.A circular scale 104 (FIG. 2) is engraved in the edge of the sight glass 4.

Im Boden des Gehäuses 1, d. h. in dem dem Glas 4 gegenüberliegenden Teil desselben, ist eine zentrale Bohrung vorgesehen, in die ein Drehzapfen 5 fest eingepreßt ist. Letzterer weist eine Axialbohrung 6 auf, deren unteres Ende, wie bei 6' gezeigt, hermetisch verschlossen ist. Diese Bohrung 6 bildet einen Durchlaß für die zum Lagern und Rotieren des Rotors dienende Luft oder anderes Fluid. Auf dem Drehzapfen 5 ist ein Glied 7 drehbar montiert, und ein in eine am oberen Ende des Zapfens 5 vorgesehene Umfangsnut eingesetzter Sprengring 8 verhindert eine Aufwärtsbewegung des Gliedes 7, während die untere Abstützung durch den Boden des Gehäuses 1 gebildet ist. In the bottom of the housing 1, i. H. in the one opposite the glass 4 Part of the same, a central bore is provided in which a pivot pin 5 is fixed is pressed in. The latter has an axial bore 6, the lower end of which, as shown at 6 'is hermetically sealed. This bore 6 forms a passage for the air or other fluid used to support and rotate the rotor. on a link 7 is rotatably mounted on the pivot 5, and one in one at the top end of the pin 5 provided circumferential groove inserted snap ring 8 prevents upward movement of the member 7, while the lower support is formed by the bottom of the housing 1 is.

Die Drehbewegung des Gliedes 7 um den Zapfen 5 wird mittels der federbelasteten, durch Reibung auf eine auf einem unteren Ringteil des Gliedes 7 axial verschiebbar montierte Muffe 10 einwirkenden Kolben 9 gedämpft. The rotary movement of the link 7 around the pin 5 is carried out by means of the spring-loaded, axially displaceable by friction on a lower ring part of the member 7 mounted sleeve 10 acting piston 9 damped.

Das Druckpolsterlager weist zwei tassenähnliche, aus durchsichtigem Material geformte Teile 11 und 12 auf, die mittels Schellen 13 und Schrauben 14 am Glied 7 befestigt sind. Der kugelige, hohle Rotor 15 ist zwischen den beiden Lagerteilen 11, 12 gehalten, kann sich aber frei in allen Richtungen und in alle Lagen drehen. Anders ausgedrückt, wenn sich der Rotor um eine im Raum feste Achse dreht, so können die beiden Lagerteile 11, 12 dem Gehäuse 1 in allen seinen Bewegungen folgen, ohne die Bewegung des Rotors zu stören. Der Rotor 15 weist einen äquatorialen Ring 15' und zwei Kugelschalen 16 und 17 auf, zwischen welchen der Ring 15' befestigt ist. Beim gezeigten Beispiel sind die beiden Kugelschalen in kreisrunde Kerben des Ringes 15' eingestemmt. The pressure pad storage has two cup-like, made of transparent Material molded parts 11 and 12, which by means of clamps 13 and screws 14 are attached to the link 7. The spherical, hollow rotor 15 is between the two Bearing parts 11, 12 held, but can move freely in all directions and in all Rotate layers. In other words, when the rotor rotates around an axis that is fixed in space rotates, the two bearing parts 11, 12 of the housing 1 in all of its movements without disturbing the movement of the rotor. The rotor 15 has an equatorial Ring 15 'and two spherical shells 16 and 17, between which the ring 15' is attached is. In the example shown, the two spherical shells are in the circular notches of the Ring 15 'caulked.

Jede der beiden Lagerschalen 11, 12 weist an der dem Rotor 15 zugekehrten Seite Vertiefungen 18 und 19 von geringer Tiefe auf, die Druckkammern bilden, in denen das Tragfluid den Rotor 15 in der Schwebe hält. Ein Beispiel für die Form und Anordnung dieser Vertiefungen ist in Fig. 7 dargestellt. Hier ist eine zentrale Vertiefung 20 vorgesehen, die von zehn sektorartigen Vertiefungen 18 in der Lagerschale 12 umgeben ist. Die entsprechenden Vertiefungen der Lagerschale 11 sind mit 21 bzw. 19 bezeichnet. Each of the two bearing shells 11, 12 has on the one facing the rotor 15 Side depressions 18 and 19 of shallow depth, which form pressure chambers, in which the supporting fluid keeps the rotor 15 in suspension. An example of the shape and the arrangement of these depressions is shown in FIG. Here is a central one Well 20 provided by ten sector-like wells 18 in the bearing shell 12 is surrounded. The corresponding recesses of the bearing shell 11 are marked with 21 or 19 designated.

Bei Stillstand und im Normalflug des mit dem Kreiselgerät ausgerüsteten Flugzeugs erzeugt das in den Kammern 20, 21 enthaltene und diesen zugeführte Fluid die Drehbewegung des Rotors, während das in den Kammern 18, 19 enthaltene Fluid den Rotor schwebend hält. Dies kann sich aber ändern, z. B. wenn das Flugzeug auf- oder abwärts fliegt, d. h. wenn die auf der Rotordrehachse liegenden Öffnungen oder Luftdurchlässe 22 in eine Lage kommen, in der sie nicht mehr mit den Kammern 20, 21 in Verbindung stehen, sondern mit einer der Kammern 18 bzw. At a standstill and in normal flight the one equipped with the gyro device Aircraft generates the fluid contained in the chambers 20, 21 and supplied to them the rotation of the rotor while the fluid contained in the chambers 18, 19 keeps the rotor floating. But this can change, e.g. B. when the aircraft or flies down, d. H. if the openings on the rotor axis or Air passages 22 come into a position in which they are no longer with the chambers 20, 21 are in connection, but with one of the chambers 18 or

19. Die Vorrichtung zum Einstellen des Instrumentes weist einen Betätigungsknopf 23 und ein mittels der Achse 25 starr mit diesem verbundenes Ritzel 24 auf.19. The device for adjusting the instrument has an operating button 23 and a pinion 24 rigidly connected to this by means of the axis 25.

Diese drei Teile sind axial verschiebbar und können zwei Endlagen einnehmen, die durch eine von einer Schraubenfeder 29 belastete Kugel 28 bestimmt sind, wobei letztere in eine von zwei auf dem Achsbolzen 25 vorgesehenen Umfangsnuten 26, 27 einschnappen kann.These three parts can be moved axially and can have two end positions take, which is determined by a ball 28 loaded by a helical spring 29 are, the latter in one of two provided on the axle pin 25 circumferential grooves 26, 27 can snap into place.

Das Kegelritzel 24 weist eine napfartige Vertiefung auf, mit deren Wandung ein Stift 30 in Berührung steht, der an einem am Gehäuse 1 schwenkbar gelagerten und mit der Muffe 10 in Wirkungsverbindung stehenden Hebel 31 befestigt ist. Wird der Knopf 23 aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung in das Gehäuse hineingedrückt, so wird der Hebel31 im Uhrzeigersinn verschwenkt und die Muffe 10 angehoben. Daher werden auch die Kolben 9, die als Steuerglieder arbeiten, angehoben und verschließen dann die Luftdurchlässe 33. Das Faltenrohr 25' verhindert den Zutritt von Luft und Staub in den vom Gehäuse 1 umschlossenen Raum durch die Lagerung der Achse 25. The bevel pinion 24 has a cup-like recess with which Wall a pin 30 is in contact, which is pivotally mounted on a housing 1 on a and with the sleeve 10 in operative connection lever 31 is attached. Will the button 23 is pressed into the housing from the position shown in FIG. 1, so the lever 31 is pivoted clockwise and the sleeve 10 is raised. Therefore the pistons 9, which work as control members, are also raised and closed then the air passages 33. The folded tube 25 'prevents the entry of air and Dust in the space enclosed by the housing 1 due to the mounting of the axle 25.

Die Anordnung der Luftkanäle in dem Glied 7 ist in Fig. 3 veranschaulicht. Daraus und aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Luft zum Schwebendhalten und Antrieb des Rotors durch die Kanäle 32, 6, 35 bis 37 und 37' in die Kammern 18 und 19 und durch die Kanäle 32, 6, 33 und 34 in die Kammern 20, 21 strömen kann. The arrangement of the air ducts in the link 7 is illustrated in FIG. 3. From this and from Fig. 1 it can be seen that the air to keep floating and drive of the rotor through channels 32, 6, 35 to 37 and 37 'into chambers 18 and 19 and can flow through the channels 32, 6, 33 and 34 into the chambers 20, 21.

Fig. 4 zeigt in einem größeren Maßstab die Befestigung der beiden Rotorkugelschalen 16, 17 am Ring 15' und die gemäß Fig. 5 in der äquatorialen Ebene des Rotors um 900 gegeneinander versetzt angeordneten Mittel zur Verlagerung des Schwerpunktes des Rotors. In jedem der vier radialen Sacklöcher 38' ist eine topfähnliche Büchse 38 eingepreßt, in deren Hohlraum eine Kugel 39 in der Radialrichtung des Ringes 15' frei beweglich ist. Wenn sich der Rotor nicht oder nur langsam dreht und die Kugeln 39 daher nur einer kleinen oder überhaupt keiner Zentrifugalkraft unterworfen sind, so gelangt der Rotor in die Stellung nach Fig. 1, da die im abwärts gerichteten Loch eingeschlossene Kugel 39 auf dem Grund der entsprechenden Büchse 38 liegt, und zwar in einem größeren Abstand von der Achse des Ringes 15' als die im aufwärts gerichteten Loch 38' eingeschlossene und am Boden dieses Loches aufliegende Kugel 39. Der Rotorschwerpunkt liegt dann etwas unter dem geometrischen Zentrum, und der Rotor gelangt in eine Stellung von stabilem Gleichgewicht, die die Normal- oder Anlaufstellung ist, in der die Äquatorialebene vertikal steht. Fig. 4 shows, on a larger scale, the attachment of the two Rotor spherical shells 16, 17 on the ring 15 'and those according to FIG. 5 in the equatorial plane of the rotor offset by 900 means for displacing the Center of gravity of the rotor. In each of the four radial blind holes 38 'there is a pot-like one Pressed sleeve 38, in the cavity of which a ball 39 in the radial direction of the Ring 15 'is freely movable. If the rotor does not turn or only turns slowly and the balls 39 therefore have little or no centrifugal force are subject, the rotor reaches the position shown in FIG. 1, since the downward directional hole trapped ball 39 on the bottom of the corresponding sleeve 38 lies, at a greater distance from the axis of the ring 15 'than that enclosed in the upwardly directed hole 38 'and resting on the bottom of this hole Ball 39. The rotor's center of gravity is then slightly below the geometric center, and the rotor reaches a position of stable equilibrium, which the normal or approach position in which the equatorial plane is vertical.

In Fig. 1 ist angenommen, der Rotor drehe sich schnell und die zwei sichtbaren Kugeln ruhen auf dem Boden der entsprechenden Büchsen ebenso wie die beiden anderen, in der Zeichnung nicht sichtbaren Kugeln.In Fig. 1, it is assumed that the rotor is turning quickly and the two are turning visible balls rest on the bottom of the corresponding cans as well as the two other spheres not visible in the drawing.

Dann fällt der Rotorschwerpunkt mit dem geometrischen Zentrum zusammen.Then the rotor's center of gravity coincides with the geometric center.

Fig. 5 zeigt ferner vier Kanäle40, die normalerweise als Auslaßdüsen für die durch die Kanäle 22 strömende Luft dienen. Diese Kanäle 40 liegen in der zur Rotordrehachse senkrechten Äquatorialehene, wobei die Rotordrehachse mit der gemeiIlsamen Achse der Kanäle 22 zusammenfällt. Weiter sind diese Kanäle 40 unter dem gleichen Winkel gegen die Rotorumfangsfläche geneigt. Figure 5 also shows four channels 40 which normally function as outlet nozzles serve for the air flowing through the channels 22. These channels 40 are in the The equatorial plane perpendicular to the axis of rotation of the rotor, the axis of rotation of the rotor with the common axis of the channels 22 coincides. Next, these channels are 40 below inclined at the same angle against the rotor circumferential surface.

Die Druckluft zum Betrieb des Kreiselgerätes wird durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Motor erzeugt, der das Verbindungsstück41 und damit den ringförmigen Faltenbalg 42 hin und her bewegt. The compressed air for operating the gyro is supplied by an in the drawing generated motor, not shown, which the connecting piece 41 and so that the annular bellows 42 moves back and forth.

Die im Gehäuse 1 unter einem kleinen Überdruck enthaltende Luft - es kann auch ein anderes Fluid verwendet werden - wird durch den Kanal 45 in das Reservoir 43 abgesaugt und anschlreßend in das zweite Reservoir 46 gepreßt. Federnde, an der Trennwand 44 befestigte Zungen 47, 48 wirken als automatische Ventile. Die Luft strömt aus dem Reservoir 46 durch die in Verbindung mit Fig. 3 erwähnten Kanäle und speist die Druckkammern 18 bis 21, wo sie den Rotor in der Schwebe hält. Wie sie den Rotor durchströmt und dabei in Drehung versetzt, wird weiter unten erklärt. Bei ihrem Austritt aus dem Rotor gelangt die Luft wieder in das Gehäuse 1. Der Strömungskreis ist somit geschlossen. Daher weist das Fluid eine annähernd konstante Temperatur auf und wird von der durch den Balg 42 gebildeten Pumpe etwas aufgewärmt.The air contained in the housing 1 under a slight overpressure - a different fluid can also be used - it is fed into the Reservoir 43 is sucked off and then pressed into the second reservoir 46. Springy, Tongues 47, 48 attached to partition 44 act as automatic valves. the Air flows from the reservoir 46 through the channels mentioned in connection with FIG. 3 and feeds the pressure chambers 18 to 21, where it keeps the rotor in suspension. As it flows through the rotor and is set in rotation in the process, is explained below. When the air exits the rotor, it returns to the housing 1. The flow circuit is thus closed. The fluid therefore has an approximately constant temperature and is warmed up somewhat by the pump formed by the bellows 42.

Die Art und Weise, wie der Rotor durch die Druckluft angetrieben wird, richtet sich nach der jeweiligen Stellung eines Äquators in bezug auf die Lagerteile 11, 12. The way the rotor is driven by the compressed air depends on the respective position of an equator in relation to the Bearing parts 11, 12.

Nachstehend seien einige Hauptstellungen beschrieben. Some of the main positions are described below.

In der ersten, in Fig. 1 dargestellten Stellung verbleiben die die Auslaß- und Antriebs düsen 40 speisenden Lufteinlaßöffnungen 22 im Feld der Kammern 20 und 21. In dieser Betriebsstellung bleiben die Auslaßdüsen immer zwischen den Rändern der Lagerteile 11 und 12, und der Rotor dreht sich mit normaler Geschwindigkeit. In the first position shown in Fig. 1, the remain Outlet and drive nozzles 40 feeding air inlet openings 22 in the field of chambers 20th and 21. In this operating position, the outlet nozzles always remain between the Edges of the bearing parts 11 and 12, and the rotor rotates at normal speed.

In der zweiten Stellung, die in Fig. 6 gezeigt ist. befinden sich die Lufteinlaßöffnungen 22 gegenüber den sehr engen, die Zentralkammern 20, 21 voll den Kammern 18 bzw. 19 trennenden Wänden. In the second position, which is shown in FIG. are located the air inlet openings 22 opposite the very narrow, the central chambers 20, 21 full walls separating the chambers 18 and 19, respectively.

Die Öffnungen 22, deren Durchmesser annähernd gleich der Breite der genannten Trennwände ist, sind an den Außenenden mit Ansenkungen versehen, um den Luftdurchtritt zu erleichtern. Die Auslaßdüsen 40 werden dann von den Kammern 18, 19 und auch von den Kammern 20, 21 beliefert. Die Speisung ist zwar durch die teilweise Abdeckung der Öffnungen 22 etwas verringert, aber immer noch gänzlich ausreichend. The openings 22, the diameter of which is approximately equal to the width of the is called partition walls are provided with countersinks at the outer ends to the To facilitate air passage. The outlet nozzles 40 are then from the chambers 18, 19 and also supplied from chambers 20, 21. The feeding is through the partial Coverage of the openings 22 somewhat reduced, but still entirely sufficient.

In der Betriebsstellung nach Fig. 6 bewegen sich die Düsen 40 längs eines Kreises, dessen oberster Teil etwas innerhalb der obersten Kammer 18 und dessen unterster Teil etwas innerhalb der untersten Kammer 19 liegt. Dies ist in Fig. 7 durch die Linie a schematisch veranschaulicht. Im wesentlichen kann aber die Luft aus den in der Äquatorebene des Rotors angeordneten Düsen 40 noch frei in den Innenraum des Gehäuses 1 austreten, so daß der Antrieb praktisch immer noch durch die Reaktionswirkung der austretenden Luft erfolgt. In the operating position according to FIG. 6, the nozzles 40 move longitudinally of a circle, the uppermost part of which is somewhat within the uppermost chamber 18 and the the lowest part lies somewhat within the lowest chamber 19. This is in FIG. 7 illustrated schematically by the line a. Essentially, however, the air can from the nozzles 40 arranged in the equatorial plane of the rotor still freely into the interior of the housing 1 so that the drive is practically still by the reaction effect the exiting air takes place.

Neigt sich die Rotorachse weiter, so entsprechen die Bahnen der Düsen 40 sukzessive den Linien b, c, d und e in Fig. 7. If the rotor axis tilts further, the paths of the nozzles correspond 40 successively the lines b, c, d and e in FIG. 7.

Im Betriebsbereich zwischen den Linien c und e liegen die Lufteinlaßöffnungen 22 zwischen den Lagerteilen 11 und 12, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Die Zufuhr von Antriebsfluid in den Rotor durch die Öffnungen 22 hat dann aufgehört. The air inlet openings are located in the operating area between lines c and e 22 between the bearing parts 11 and 12, as shown in FIG. The supply of Drive fluid into the rotor through openings 22 has then stopped.

Die Luft aus den Druckkammern 18 und 19 (Fig. 9) tritt aber jetzt durch die Düsen 40 in den Rotorinnenraum. Dabei wirken die Düsen 40 wie die Schaufeln einer Turbine, so daß der Rotor weiterhin, jetzt aber nach dem Aktionsprinzip, in Rotation versetzt wird. The air from the pressure chambers 18 and 19 (Fig. 9) now occurs through the nozzles 40 into the rotor interior. The nozzles 40 act like the blades a turbine, so that the rotor continues, but now according to the principle of action, in Rotation is offset.

Beim Durchlaufen der Luftaustrittszone zwischen den Lagerschalen tritt natürlich auch bei diesen Lagen der Rotordrehachse Luft aus den Düsen 40 in den Innenraum des Gehäuses 1. Es findet also eine Überlagerung gleichgerichteter Aktions- und Reaktionsantriebskräfte statt. Versuche ergaben, daß die Rotordrehgeschwindigkeit in den Stellungen, wie sie durch die Linie d der Fig. 7 veranschaulicht sind, nicht wesentlich kleiner ist als die Geschwindigkeit in der normalen Betriebsstellung gemäß Fig. 1, in der die Luft durch die gegen die zentralen Druckkammern 20, 21 liegenden Öffnungen 22 in den Rotor strömt.When passing through the air outlet zone between the bearing shells occurs Of course, even with these positions of the rotor axis of rotation, air from the nozzles 40 into the Interior of the housing 1. So there is a superimposition of rectified action and reaction drivers take place. Tests showed that the rotor speed in the positions as illustrated by the line d in FIG. 7, not is much lower than the speed in the normal operating position according to Fig. 1, in which the air through the against the central pressure chambers 20, 21 lying openings 22 flows into the rotor.

Die Lagerschalen 11, 12 können in Abweichung von dem gezeigten Ausführungsbeispiel auch um 900 gegenüber der Stellung nach Fig. 1 versetzt angeordnet werden, wobei dann die Lagerachse vertikal steht und der Spalt zwischen den beiden Lagerschalen horizontal verläuft. The bearing shells 11, 12 can deviate from the exemplary embodiment shown can also be arranged offset by 900 relative to the position according to FIG. 1, wherein then the bearing axis is vertical and the gap between the two bearing shells runs horizontally.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Pneumatically driven gyroscope with a hollow spherical Rotor in a bearing shell that partially encloses the rotor ball on compressed air cushions Is mounted movably on all sides and via a number of drive air ducts that lie in a plane perpendicular to the axis of rotation and at the same angles are directed obliquely to the radial direction, through the compressed air supplied to the bearing is set in rotation, characterized in that the rotor partially Enclosing bearing shell made of two mutually symmetrical dome-shaped bearing parts (11, 12), which are separated from one another by an annular air outlet zone are that the drive air ducts (40) lie in the equatorial plane of the rotor (15) and that the rotor can assume operating positions in which its equatorial plane the Dome-shaped bearing surfaces cuts.

2. Gyroscope according to claim 1, characterized in that the Poles of the rotor ball (15) openings (22) are provided which are inside the hollow spherical Rotors (15) are in communication with the drive air ducts (40).

3. Gyroscope according to claim 1 or 2, characterized in that the drive air ducts (40) are provided with narrowed outlet nozzles.

4. Gyroscope according to claim 1 and 2, characterized in that the rotor (15) in the dome-shaped bearing parts (11, 12) by a central one Air cushion (20) and a ring-shaped air cushion (19) surrounding it is, the annular air cushion (19) preferably also divided into sectors is.

5. Gyro device according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that several symmetrically distributed in the equatorial plane of the rotor (15) in radial chambers (38) freely movably arranged balls (39) are provided.

6. Gyroscope according to claim 1 or one of the following, characterized characterized in that the bearing parts (11, 12) are rotatable in the horizontal plane Form assembly (7, 11, 12) and the compressed air supply through the axis of rotation (5) of this Assembly takes place and means (9) are provided to supply the compressed air to the Bearing parts (11, 12) to close, and this means (9) by axial displacement of the adjusting means (23) provided for rotating the assembly (7, 11, 12) is actuated be, the arrangement is made so that a rotation of the assembly only is possible after blocking the air supply.

Documents considered: German Patent No. 704 093; British Patent No. 512,355; U.S. Patent No. 2,133,809.