DE1252938B - Device for pressure display, especially for barometric height measurement - Google Patents
Device for pressure display, especially for barometric height measurementInfo
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Description
G 01c; G 01 ρ
DeutscheKl.: 42 k-9/01 G 01c; G 01 ρ
German class: 42 k -9/01
Nummer: 1252938Number: 1252938
Aktenzeichen: K 53437IX b/42 kFile number: K 53437IX b / 42 k
1252 938 Anmeldetag: 10.Julil964 1252 938 Filing date: July 10, 964
Auslegetag: 26. Oktober 1967Opening day: October 26, 1967
Die Ernndung bezieht sich auf eine Einrichtung für Druckanzeige, insbesondere zur barometrischen Höhenmessung, mit einem Druckwandler und einer Anzeigevorrichtung, deren Anzeige durch ein mechanisches Korrektursystem kontinuierlich korrigiert wird.The Ernndung relates to a device for pressure display, especially barometric Height measurement, with a pressure transducer and a display device, the display by a mechanical Correction system is continuously corrected.
Bei Höhenmessern von hoher Genauigkeit wird gewöhnlich gefordert, daß ihre Genauigkeit innerhalb von 0,5% der angezeigten Höhe liegt. Aus diesem Grund muß die Höhenmesseranzeige derart korrigiert werden, daß die durch eine Änderung der Machzahl (statische Systemfehler) und durch mechanische Ungenauigkeiten im Gerät selbst hervorgerufenen Fehler ausgeschaltet werden. So zeigt beispielsweise die Höhenanzeige eines Präzisionshöhenmessers mit einem Anzeigebereich von 80 000 Fuß normalerweise einen schwingenden Verlauf, wobei die Amplitude mit der Höhe zunimmt und ausgeprägte Schwingungsbäuche in Höhen von 20 000, 40 000 und 80 000 Fuß auftreten. Dieses Schwingungsverhalten ist die Folge der Wechselwirkung zwischen der Membranauslenkung, der Druck-Höhen-Beziehung der Normalatmosphäre, der kinematischen Wirkung des eine geradlinige Bewegung in eine Drehbewegung umwandelnden Mechanismus sowie der Änderung verschiedener im System verwendeten Federn.High accuracy altimeters are usually required to be within 0.5% of the displayed height. For this reason, the altimeter display must be corrected in this way that is caused by a change in the Mach number (static system error) and by mechanical inaccuracies errors caused in the device itself can be switched off. For example, the A precision altimeter would typically read an altitude of 80,000 feet an oscillating course, the amplitude increasing with altitude and pronounced antinodes at heights of 20,000, 40,000 and 80,000 feet appear. This vibration behavior is the result of the interaction between the membrane deflection, the pressure-altitude relationship of the normal atmosphere, the kinematic effect of a straight line Mechanism converting motion into rotary motion as well as changing various springs used in the system.
Die zum Ausgleich dieser verschiedenen Ungenauigkeiten erforderlichen Korrekturgrößen können mittels eines unabhängig von dem Höhenmesser arbeitenden elektrischen Rechners berechnet und sodann zur Änderung der mechanischen Höhenanzeige verwendet werden.The correction variables required to compensate for these various inaccuracies can be calculated by means of an electrical computer operating independently of the altimeter, and then can be used to change the mechanical height display.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für Druckanzeige, insbesondere zur barometrischen Höhenmessung, mit einem Druckwandler und einer Anzeigevorrichtung, deren Anzeige durch ein mechanisches Korrektursystem kontinuierlich korrigiert wird, derart auszubilden, daß ein zuverlässiger Betrieb mit hoher Genauigkeit ohne Zufuhr elektrischer Energie möglich ist.The present invention is based on the object of a device for pressure display, in particular for barometric altitude measurement, with a pressure transducer and a display device, whose The display is continuously corrected by a mechanical correction system, in such a way that that reliable operation with high accuracy is possible without supplying electrical energy.
Gemäß der Erfindung ist bei einer Einrichtung für Druckanzeige, insbesondere zur barometrischen Höhenmessung, mit einem Druckwandler und einer Anzeigevorrichtung, deren Anzeige durch ein mechanisches Korrektursystem kontinuierlich korrigiert wird, gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die Drehbewegung einer durch den Druckwandler betätigten Druckwandlerwelle eine das Anzeigemittel der Anzeigevorrichtung tragenden Anzeigewelle über ein Getriebe nach Art eines Planetengetriebes antreibt, dessen Planetenräder durch eine von der Druckwandlerwelle angetriebene, an der für beide Planeten-According to the invention, in a device for pressure display, in particular for barometric Height measurement, with a pressure transducer and a display device, the display by a mechanical Correction system is continuously corrected, according to the invention provided that the rotary movement a pressure transducer shaft actuated by the pressure transducer and the display means of the display device drives the supporting display shaft via a gear like a planetary gear, whose planet gears are driven by a pressure transducer shaft on which for both planetary
Einrichtung für Druckanzeige, insbesondere zur
barometrischen HöhenmessungDevice for pressure display, in particular for
barometric altitude measurement
Anmelder:Applicant:
Kollsman Instrument Corporation,
Elmhurst, N.Y. (V. St. A.)Kollsman Instrument Corporation,
Elmhurst, NY (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Ing. C Wallach, Dipl.-Ing. G. Koch
und Dr. T. Haibach, Patentanwälte,
München 2, Kaufingerstr. 8Dipl.-Ing. C Wallach, Dipl.-Ing. G. Koch
and Dr. T. Haibach, patent attorneys,
Munich 2, Kaufingerstr. 8th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Herman Hezel, Port Washington, N.Y. (V. St. A.)Herman Hezel, Port Washington, N.Y. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. Oktober 1963
(318239)Claimed priority:
V. St. v. America 23 October 1963
(318239)
räder gemeinsamen Welle angreifende Korrekturkurvenscheibe auf ihrer Planetenbahn bewegt werden.Wheels common shaft attacking correction cam are moved on their planetary orbit.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Planetengetriebe ein mit der Druckwandlerwelle fest verbundenes erstes Sonnenrad, ein mit der Anzeigewelle fest verbundenes zweites Sonnenrad und zwei mit einer gemeinsamen Planetenradwelle fest verbundene Planetenräder enthält, daß jeweils ein Planetenrad mit jeweils einem der Sonnenräder im Eingriff steht und daß die PlanetenradwelIe in Lagern von um die Druckwandlerwelle bzw. um die Anzeigewelle schwenkbaren Lagerstangen drehbar gelagert ist.According to a preferred embodiment of the invention it is provided that the planetary gear is a first sun gear firmly connected to the pressure transducer shaft, a first sun gear firmly connected to the display shaft second sun gear and two planet gears firmly connected to a common planet gear shaft contains that in each case a planet gear is in engagement with one of the sun gears and that the Planetary gear shaft in bearings pivotable around the pressure transducer shaft or around the display shaft Bearing rods is rotatably mounted.
Weiterhin sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die um die Druckwandlerwelle schwenkbare Lagerstange an ihrem über ihr Lager für die Planetenradwelle hinaus verlängerten Ende eine nockenartige Erhebung aufweist, die auf der Korrekturkurvenscheibe aufliegt, wobei der Querschnitt der Korrekturkurvenscheibe vorzugsweise eine der vorzunehmenden, vom Druck abhängigen Korrektur entsprechende Form aufweist.Furthermore, a further development of the invention provides that the pivotable about the pressure transducer shaft Bearing rod has a cam-like end at its end that is extended beyond its bearing for the planetary gear shaft Has elevation that rests on the correction cam, the cross section of the correction cam preferably one corresponding to the pressure-dependent correction to be made Has shape.
709 679/263709 679/263
Zweckmäßigerweise kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, daß die Korrekturkurvenscheibe mit einer drehbar gelagerten Welle fest verbunden ist und daß sie über ein auf dieser Welle sitzendes Zahnrad und ein auf der Druckwandlerwelle sitzendes, mit letzterem im Eingriff stehendes Zahnrad angetrieben wird.Appropriately, it can be provided according to the invention that the correction cam disk with a rotatably mounted shaft is firmly connected and that it is via a gear wheel seated on this shaft and a gear seated on the pressure transducer shaft and engaged with the latter is driven will.
Schließlich sieht eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß sich die Form des Querschnitts der Korrekturkurvenscheibe längs ihrer Achse entsprechend der Abhängigkeit der vorzunehmenden Korrektur vom Stoßdruck auf den Druckanzeigemechanismus ändert und daß die Kurvenscheibe entsprechend der Größe des Stoßdracks axial verstellt wird. Dabei ist insbesondere zweckmäßig, daß die Verstellung der Korrekturkurvenscheibe mit Hilfe eines Stoßdruckwandlers erfolgt, der an der Welle der Korrekturkurvenscheibe angreift und diese axial verschiebt.Finally, a preferred embodiment of the invention provides that the shape of the cross section of the correction cam changes along its axis according to the dependence of the correction to be made on the impact pressure on the pressure display mechanism and that the cam is adjusted axially according to the size of the impact pressure. It is particularly expedient that the adjustment of the correction cam takes place with the aid of an impact pressure transducer which engages the shaft of the correction cam and moves it axially.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der aus zwei Figuren bestehenden Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing consisting of two figures.
Fig. 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer Einrichtung, die zur Höhenkorrektur mit einem Nockenantriebsaggregat ausgerüstet ist.Fig. 1 shows a schematic perspective illustration of a device for height correction is equipped with a cam drive unit.
F i g. 2 ähnelt F i g. 1 und zeigt, auf welche Weise man in das System auf mechanischem Weg einen Machzahlkorrekturfaktor einführen kann.F i g. 2 is similar to FIG. 1 and shows how to get into the system mechanically Mach number correction factor can introduce.
In Fig. 1 ist schematisch ein grundsätzlicher Höhenmessermechanismus dargestellt, der, abgesehen von einer neuartigen Planetengetriebeverbindung, von bekannter Konstruktion ist. Bei der gezeigten Anordnung werden zwei Rahmenteile 10 und 11 innerhalb eines geeigneten, hier nicht gezeigten Gehäuses unterstützt, und in diesen Rahmenteilen sind Wellen 12 und 13 in geeigneten Edelsteinlagern drehbar gelagert. Die linken Enden der Wellen 12 und 13 sind mit Zahnradsegmenten 15 und 16 auf bekannte Weise verbunden, und bei jeder Welle ist ein zwischen ihren Enden liegender Punkt mit einem Kurbelarm 17 bzw. einem Kurbelarm 18 verbunden. Jeder der Kurbelarme 17 und 18 steht wiederum in drehbarer Verbindung mit den Ausgangsgliedern 19 bzw. 20 der Membranen 21 bzw. 22. Die Membranen 21 und 22 sind auf geeignete Weise in dem gleichen Gehäuse angeordnet wie die Rahmenteile 10 und 11. Die Zahnradsegmente 15 und 16 kämmen mit einem Zahnrad 30, das fest auf einer Welle 31 sitzt, die gemäß F i g. 1 in bei 32 und 33 schematisch angedeuteten Lagern gelagert ist, welche gegenüber dem Haupttraggehäuse angeordnet sind.In Fig. 1, a basic altimeter mechanism is shown schematically, which, apart from a novel planetary gear connection, is of known construction. In the arrangement shown, two frame parts 10 and 11 are supported within a suitable housing, not shown here, and shafts 12 and 13 are rotatably mounted in suitable precious stone bearings in these frame parts. The left ends of shafts 12 and 13 are connected to gear segments 15 and 16 in a known manner, and each shaft has an intermediate point connected to a crank arm 17 and a crank arm 18 , respectively. Each of the crank arms 17 and 18 is in turn in rotatable connection with the output members 19 and 20 of the membranes 21 and 22. The membranes 21 and 22 are arranged in a suitable manner in the same housing as the frame parts 10 and 11. The gear segments 15 and 16 mesh with a gear 30 which is firmly seated on a shaft 31 which, according to FIG. 1 is mounted in bearings indicated schematically at 32 and 33 , which are arranged opposite the main support housing.
Der bis jetzt beschriebene Mechanismus ist als solcher bekannt. Bei einem Höhenmesser bekannter Bauart würde die Welle 31 auf der gleichen Achse angeordnet sein wie eine weitere Welle 40, die in geeigneten Lagern 41 und 42 gelagert ist und deren linkes Ende mit dem Zeiger 43 des Geräts verbunden ist. Der Zeiger 43 wird natürlich gegenüber einer auf geeignete Weise geeichten Skala gedreht.The mechanism described so far is known as such. In an altimeter of known type, the shaft 31 would be arranged on the same axis as a further shaft 40 which is mounted in suitable bearings 41 and 42 and the left end of which is connected to the pointer 43 of the device. The pointer 43 is of course rotated relative to a suitably calibrated scale.
Wenn die Welle 31 in der bis jetzt üblichen Weise direkt mit der Welle 40 verbunden wäre, hätte man einen Höhenmesser bekannter Art vor sich. Zu den weiteren bekannten Mitteln, die auch bei dem erfindungsgemäßen Höhenmesser vorgesehen sind, gehört ein Drehknopf 50 zum Einstellen des barometrischen Drucks, der direkt mit einer Welle 51 verbunden ist, welche in geeigneten, hier nicht gezeigten Lagern gelagert ist und zwei Zahnräder 52 und 53 trägt. Das Zahnrad 53 kämmt mit Zahnradzähnen am äußerenIf the shaft 31 were connected directly to the shaft 40 in the manner customary up to now, one would have an altimeter of a known type in front of one. The other known means, which are also provided in the altimeter according to the invention, include a rotary knob 50 for setting the barometric pressure, which is directly connected to a shaft 51, which is mounted in suitable bearings, not shown here, and two gear wheels 52 and 53 wearing. The gear 53 meshes with gear teeth on the outer
Rand des Rahmenteils 10, während das Zahnrad 52 mit einem Zahnrad 54 zusammenarbeitet. Das Zahnrad 54 ist seinerseits mit einem barometrischen Zähler 55 über ein Zahnradvorgelege 56 verbunden. Um das Gerät auf einen bestimmten Bezugsdruck einzustellen, bei dem es sich z.B. um die Höhe eines Landefeldes handeln könnte, wird der Druck in Bodenhöhe mit Hilfe des barometrischen Zählers eingestellt, wobei der Rahmen 10 zusammen mit dem ίο Rahmen 11, mit welchem der Rahmen 10 innerhalb des Gehäuses verbunden ist, gedreht wird, so daß der Zeiger 43 auf die betreffende Bezugshöhe gegenüber der Skala eingestellt wird. Auch dieses Verfahren zum Einstellen des barometrischen Drucks ist bekannt. Edge of the frame part 10, while the gear 52 cooperates with a gear 54 . The gear 54 is in turn connected to a barometric counter 55 via a gear reduction 56 . In order to set the device to a certain reference pressure, which could be the height of a landing field, for example, the pressure at ground level is set with the help of the barometric counter, the frame 10 together with the ίο frame 11 with which the frame 10 is connected within the housing, is rotated so that the pointer 43 is set to the relevant reference height relative to the scale. This method for setting the barometric pressure is also known.
Gemäß der Erfindung ist die Welle 31 mit der Welle 40 durch ein neuartiges Planetensystem verbunden, das es ermöglicht, einen mechanisch wirkenden Fehlerkorrekturnocken einzuschalten. GenauerAccording to the invention, the shaft 31 is connected to the shaft 40 by a novel planetary system, which makes it possible to switch on a mechanically acting error correction cam. More accurate
so gesagt, ist gemäß der Erfindung ein Zahnrad 60 direkt mit der Welle 31 verbunden, und dieses Zahnrad treibt ein Zahnrad 61 an, das auf einer Hilfswelle 62 sitzt, die in bei 63 und 64 schematisch angedeuteten Lagern ortsfest gelagert ist. Ein Korrekturnocken 65, so stated, according to the invention, a gear 60 is directly connected to the shaft 31 , and this gear drives a gear 61 which is seated on an auxiliary shaft 62 which is fixedly mounted in bearings schematically indicated at 63 and 64. A correction cam 65,
as der z.B. so geeicht sein kann, daß er eine Höhenkorrektur bewirkt, ist an der Welle 62 befestigt und dient zum Betätigen eines Taststiftes 66 am Ende eines Gestängegliedes 67, wobei die Betätigung des Gestängegliedes 67 in Abhängigkeit von der gewählten Form des Nockens 65 bei der jeweiligen Winkelstellung der Welle 31 erfolgt. Das eigentliche Planetensystem umfaßt somit das Gestängeglied 67, das auf der Welle 31 drehbar gelagert ist, eine Welle 68 und einen Arm 69, der auf ähnliche Weise auf der Welle 40 drehbar gelagert ist. In die Arme 67 und 69 sind geeignete Lager eingebaut, in denen die Wellen 31 und 40 drehbar sind. Außerdem weisen die Arme 67 und 69 geeignete Lager für die Welle 68 auf. Ein Zahnrad 70 ist direkt mit der Welle 31 verbunden und kämmt mit einem fest auf der Welle 68 sitzenden Zahnrad 71. Ein ebenfalls fest mit der Welle 68 verbundenes Zahnrad 72 kämmt mit einem Zahnrad 73, das direkt mit der Welle 40 verbunden ist, um das Planetenradantriebssystem zu vervollständigen. Wenn die Welle 31 durch die Zahnradsegmente 15 und 16 gedreht wird, dreht sich somit auch das Zahnrad 70, um das Zahnrad 71 und die Welle 68 zu drehen. Hierdurch wird eine Drehung des Zahnrades 72 und des Zahnrades 73 hervorgerufen, so daß es durch geeignete Wahl der Durchmesser der verschiedenen Zahnräder des Planetenradgetriebes möglich ist, zu erreichen, daß sich Welle 40 genau in der gleichen Weise dreht wie die Welle 31. As which can be calibrated, for example, so that it effects a height correction, is attached to the shaft 62 and serves to actuate a stylus 66 at the end of a linkage 67, the actuation of the linkage 67 depending on the selected shape of the cam 65 in the respective angular position of the shaft 31 takes place. The actual planetary system thus comprises the linkage member 67 which is rotatably supported on the shaft 31 , a shaft 68 and an arm 69 which is rotatably supported on the shaft 40 in a similar manner. Suitable bearings in which the shafts 31 and 40 are rotatable are built into the arms 67 and 69. In addition, the arms 67 and 69 have suitable bearings for the shaft 68 . A gear wheel 70 is directly connected to the shaft 31 and meshes with a gear wheel 71 which is firmly seated on the shaft 68. A gear wheel 72 which is also firmly connected to the shaft 68 meshes with a gear wheel 73 which is directly connected to the shaft 40 for the Complete planetary gear drive system. Thus, when the shaft 31 is rotated by the gear segments 15 and 16 , the gear 70 also rotates to rotate the gear 71 and the shaft 68. This causes the gearwheel 72 and the gearwheel 73 to rotate, so that, by suitable selection of the diameters of the various gears of the planetary gear, it is possible to achieve that the shaft 40 rotates in exactly the same way as the shaft 31.
Da es sich bei dem erfindungsgemäßen Mechanismus jedoch um ein Planetengetriebe handelt, kann die Winkelstellung des vollständigen Rahmens durch die Stellung des Nockens 65 geändert werden, die ihrerseits in Beziehung zur mechanischen Anzeige der mit Hilfe der Membranen 21 und 22 gemessenen Höhe steht. Somit bewirkt der Nocken 65, dessen Wellungen den bekannten Höhenabweichungen des Geräts entsprechen, daß der starre Rahmen einschließlich der Arme 67 und 69 sowie der Welle 68 gehoben oder gesenkt wird, so daß eine zusätzliche Drehung der Welle 40 hervorgerufen wird, um die Stellung des Zeigers zu korrigieren.However, since the mechanism according to the invention is a planetary gear, the angular position of the complete frame can be changed by the position of the cam 65 , which in turn is related to the mechanical display of the height measured by means of the diaphragms 21 and 22. Thus, the cam 65, the corrugations of which correspond to the known deviations in height of the device, that the rigid frame including the arms 67 and 69 and the shaft 68 is raised or lowered, so that an additional rotation of the shaft 40 is caused about the position of the pointer to correct.
Es sei bemerkt, daß ein zusätzliches Zahnrad 80, das gegenüber der Welle 31 drehbar ist, ebenfallsIt should be noted that an additional gear 80, which is rotatable with respect to the shaft 31, also
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US1252938XA | 1963-10-23 | 1963-10-23 |
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