DE1243407B - Kreiselkompass - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

243 407 Int. Cl.:

GOIc

Deutsche Kl.: 42 c-35/01

Nummer: 1 243 407

Aktenzeichen: T21515IXb/42c

Anmeldetag: 1. Februar 1962

Auslegetag: 29. Juni 1967

Die Erfindung betrifft einen Kreiselkompaß mit einem Kreiselelement, dessen Drallachse sich in Nord-Süd-Richtung einstellt und welches um eine vertikale Achse drehbar in einem Tragring gelagert ist, welcher seinerseits um eine Ost-West-Achse gegenüber einem Azimutfolgerahmen kippbar ist und infolge einer kardanischen Lagerung unbeeinflußt von Schwankungen des den Kompaß tragenden Fahrzeuges ist.

Bisher war es üblich, die kardanische Lagerung außerhalb des Azimutfolgerahmens anzuordnen. Zu diesem Zweck wurde der Azimutfolgerahmen zunächst in einem äußeren Tragrahmen gelagert, welcher seinerseits gegenüber dem Kompaßgehäuse kardanisch gelagert wurde. Diese Anordnung erfordert viel Platz, weil alle Kompaßelemente, ζ. B. auch die Folgesteuerung für den Azimutfolgerahmen, sich auf dem äußeren Tragrahmen, d. h. innerhalb der kardanischen Lagerung, befinden. Hierdurch ist nicht nur die kardanisch gelagerte Baueinheit groß, sondern auch der Raum, der zur Aufrechterhaltung der Bewegungsfreiheit dieser Baueinheit beim Schlingern des den Kreiselkompaß tragenden Schiffes bereitgestellt werden muß.

Eine beträchtliche Verkleinerung der Gesamtabmessungen des Kompasses wird nach dem Grundgedanken der Erfindung dadurch erzielt, daß die kardanische Lagerung in der baulichen Aufeinanderfolge der einzelnen Rahmen an einer anderen Stelle eingefügt wird. Der Kreiselkompaß der eingangs genannten Art ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Drehachse des Azimutfolgerahmens im fahrzeugfesten Kompaßgehäuse gelagert ist und daß die kardanische Lagerung zwischen dem Tragring des Kreiselelements und dem Azimutfolgerahmen angeordnet ist, wobei die in Ost-West-Richtung verlaufende Kippachse des Tragringes die innere Kardanachse bildet.

Durch diese Rahmen anordnung wird zunächst der genannte äußere Tragrahmen des bekannten Kompasses überhaupt entbehrlich bzw. wird identisch mit dem Kompaßgehäuse. Sodann reduziert sich aber die kardanisch gelagerte Baueinheit auf das Kreiselelement und seinen Tragring sowie den Winkelabgriff der Folgesteuerung, während die Stellelemente der Folgesteuerung und der Azimutfolgerahmen selbst sich jetzt außerhalb der kardanischen Lagerung befinden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 eine schaubildliche schematische Darstellung eines bekannten Kreiselkompasses,

Kreiselkompaß

Anmelder:

Tokyo Keiki Seizosho Company, Ltd., Tokio

Vertreter:

Dr. K. Th. Hegel, Patentanwalt,

Hamburg 36, Esplanade 36 a

Als Erfinder benannt:
Shin-ichi Kawada, Tokio

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 11. März 1961 (8541)

F i g. 2 eine schematische schaubildliche Darstellung eines Kreiselkompasses gemäß der Erfindung.

In der F i g. 1 bezeichnet 1 ein Kreiselelement, in dem ein Kreisel sich mit hoher Geschwindigkeit dreht. Am oberen und unteren Teil des Elementes 1 sind vertikale Achsen 2 und 2' befestigt, die durch obere und untere Lager eines Tragringes 3 hindurchgehen. Dieser Tragring 3 besitzt einen nach oben weisenden Schaft, von dessen oberem Ende ein Klavierdraht 14 herabhängt. Das obere Ende der oberen senkrechten Achse 2 ist mit dem unteren Ende des Drahtes 14 verbunden. Dadurch wird das Gesamtgewicht des Kreiselelementes 1 durch den Klavierdraht getragen; die Lager um die Achsen 2 und 2' dienen lediglich dazu, Querschwingungen zu verhindern. Daher ist die Reibung zwischen den Teilen sehr gering. Der Tragring 3 wird von horizontalen Achsen 4 und 4' getragen, die an ihm befestigt sind und von einem Azimutfolgerahmen 5 gehalten werden, der seinerseits mit vertikalen Achsen 6 und 6', die oben und unten an ihm befestigt sind, in einem äußeren Tragrahmen 7 gelagert ist.

An dem Tragring 3 und dem Kreiselelement 1 sind Elemente 17 und 17' eines Winkelabgriffs befestigt. Mit dem unteren Ende des Tragringes 5 ist eine Zahnscheibe 15 verbunden, während an einer Scheibe, die am unteren Ende des äußeren Tragrahmens 7 sitzt, ein Servomotor 16 befestigt ist, dessen Ritzel in die Zahnscheibe 15 eingreift. Der Servomotor 16 wird in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Winkelabgriffs 17, 17' betätigt, wodurch er den Azimutfolgerahmen 5 relativ zu dem Tragrahmen 7 dreht, so daß die gegenseitige Verstellung zwi-

709.608/103

sehen dem Kreiselelement 1 und dem Tragring 3 stets gleich Null wird und die Torsion des Klavierdrahtes 14 stets ausgeglichen ist.

Der äußere Tragrahmen? wird mittels horizontaler Achsen 8 und 8' getragen, die an ihm befestigt sind und in einen Kardanring 9 gehen, der um die Achsen 8, 8' drehbar ist. Der Kardanring 9 wird mittels horizontaler Achsen 10 und 10' getragen, die an ihm senkrecht zu den Achsen 8 und 8' befestigt sind und im Kompaßgehäuse 11 gelagert sind. Infolge der Lagerung mittels der zwei Paare senkrechter Achsen 10, 10' und 8, 8' und des Kardanringes 9 wird der äußere Tragrahmen 7 stets vertikal unabhängig von Schwankungen (Rollen oder Stampfen) in jeder Schiffslage gehalten, ebenso das Kompaßgehäuse 11. Eine Kompaßrose 12 ist an dem Azimutfolgerahmen 5 befestigt, während ein Zeiger 13 an dem äußeren Tragrahmen 7 befestigt ist; ihr relativer Drehwinkel ergibt eine Ablesung des Schiffskurses. Bei diesem System ist der äußere Tragrahmen 7 sehr groß; um diesem großen Rahmen ausreichende Toleranz zur Drehung relativ zum Kardanring 9 und dem Kompaßgehäuse 11 über einen großen Winkelbereich beim Schaukeln des Schiffes zu geben, müssen der Kardanring 9 und das Kompaßgehäuse 11 ebenfalls sehr groß sein.

In F i g. 2, die die Rahmenanordnung nach der Erfindung darstellt, geht die obere und die untere Vertikalachse 2,2'des Kreiselelementes 1 durch Lager des Tragrings 3 und ist am oberen Ende eines Schafts des Ringes 3 durch einen Klavierdraht 14 aufgehängt. Der Tragring 3 wird von horizontalen, in Ost-West-Richtung verlaufenden Achsen 4 und 4' getragen, die an ihm befestigt sind und in einem horizontalen Kardanring 18 gelagert sind. Dieser Kardanring 18 wird durch horizontale Nord-Süd-Achsen 19,19' getragen, die senkrecht zu den obenerwähnten horizontalen Achsen 4 und 4' angeordnet sind und im Azimutfolgerahmen 5 gelagert sind. Die Azimutfolgerahmen 5 wird durch senkrechte Achsen 6, 6' getragen, die im Kompaßgehäuse 11 gelagert sind. In ähnlicher Weise wie in F i g. 1 sind Elemente 17 und 17' eines Winkelabgriffs an dem Tragring 3 und dem Kreiselelement 1 befestigt, während eine Zahnscheibe 15 am Azimutfolgerahmen 5 sitzt und ein Servomotor 16 am Kompaßgehäuse 11. Der Servomotor 16 arbeitet in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Winkelabgriffs 17,17', wodurch der Azimutfolgerahmen 5 relativ zum Kompaßgehäuse 11 gedreht wird, so daß die gegenseitige Verstellung zwischen den Abgriffelementen 17 und 17' stets Null ist und damit die Torsion des Klavierdrahtes 14 aufgehoben wird. Daher dreht sich der Azimutfolgerahmen 5 relativ zum Kompaßgehäuse 11 und folgt stets dem Kreiselelement 1 ohne Rücksicht auf die Verstellung des Kompaßgehäuses 11. Am Azimutfolgerahmen 5 ist eine Kompaßrose 12 befestigt, während ein Zeiger 13 am Kompaßgehäuse 11 sitzt; ihre relative Winkelverdrehung zueinander ergibt eine Ablesung des Schiffskurses.

Beim Vergleich der Vorrichtung gemäß Fi g. 2 mit derjenigen gemäß Fig. 1 ergibt sich, daß der Kardanring nunmehr zwischen dem Azimutfolgerahmen 5 und dem Tragring 3 angeordnet ist, während der äußere Tragrahmen 7 weggefallen ist. Da nach Fig. 2 nur ein geringerer Raum notwendig ist, um einen ausreichenden Spielraum zur freien Drehung über einen ausreichenden Winkelbereich für die auf dem Kardanring 18 gelagerte Baueinheit zu schaffen,

ίο die das Kreiselelement 1 sowie dessen Tragring 3 enthält, kann die Abmessung des Kompaßgehäuses im Vergleich zur F i g. 1 beträchtlich vermindert werden. In der Praxis ist das Kompaßgehäuse gemäß F i g. 2 im Volumen im Vergleich zu dem der F i g. 1 etwa ein Drittel der Größe.

Wenn das Schiff infolge Rollens oder Stampfens sich neigt, so neigt sich die Kompaßrose 12 und der Zeiger 13 im Falle der F i g. 1 ebenfalls relativ zum Kompaßgehäuse 11, woraus sich eine Beschränkung der Rosengröße sowie Schwierigkeiten hinsichtlich der Ablesung ergeben. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 tritt hingegen bei Neigung des Schiffes keine relative Neigung der Rose zum Kompaßgehäuse auf, woraus sich der Vorteil ergibt, daß eine beliebig große Rose benutzt werden kann, ohne daß ein Anstoßen an das Kompaßgehäuse auftreten kann; die Ablesung ist daher sehr bequem. Weiterhin wird bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 bei einer Neigung des Schiffes infolge Rollens und Stampfens nur der Azimutfolgerahmen 5 und der Kardanring 18 geneigt, während der Tragring 3 zusammen mit dem Kreiselelement 1 in senkrechter Lage verbleibt. Daher ergibt sich keine wesentliche Reibung durch die Schwerkraft zwischen der senkrechten Achse 2,2' und den Kugellagern, welche die Achse tragen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil hoher Genauigkeit.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Kreiselkompaß mit einem Kreiselelement, dessen Drallachse sich in Nord-Süd-Richtung einstellt und welches um eine vertikale Achse drehbar in einem Tragring gelagert ist, welcher seinerseits um eine Ost-West-Achse gegenüber einem Azimutfolgerahmen kippbar ist und infolge einer kardanischen Lagerung unbeeinflußt von Schwankungen des den Kompaß tragenden Fahrzeuges ist, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Drehachse (6, 6') des Azimutfolgerahmens (5) im fahrzeugfesten Kompaßgehäuse (11) gelagert ist und daß die kardanische Lagerung (4, 18,19) zwischen dem Tragring (3) des Kreiselelementes (1) und dem Azimutfolgerahmen (5) angeordnet ist, wobei die in Ost-West-Richtung verlaufende Kippachse (4, 4') des Tragringes (3) die innere Kardanachse bildet

   In Betracht gezogene Pruchschriften:
   USA.-Patentschrift Nr. 2 968 956;
   VDI-Zeitschrift, 93 (1951), S. 836 bis 842.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen