DE1473891B2 - Kreiselgeraet mit einem schwimmer - Google Patents

Description

mungen des Elektrolyten und damit zum Entstehen größerer Temperaturunterschiede führt. Das erschwert aber die genaue Messung der Durchschnittstemperatur des Elektrolyten und damit eine genaue Regelung dieser Temperatur auf einen Festwert. Wird diese Temperatur aber nicht genau geregelt, dann muß die Blasspule um so stärker bemessen und erregt werden, und es entsteht der Nachteil einer Schwankung der Leitfähigkeit des Elektrolyten.

Auch wächst bei einer Verringerung des Abstandes der einander gegenüberliegenden Elektrodenflächen auf wesentlich weniger als 5 mm die Gefahr, daß der Schwimmer beim Auftreten hoher Beschleunigungen an die ihn mindestens zum Teil umgebende Hülle anstößt.

Erfindungsgemäß ist nun die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abmessungen des Gerätes einschließlich des Spaltes bis zu einem Maß verringert sind, bei dem zwischen den Elektrodenflächen entstehende Gasblasen mangels besonderer Vorkehrungen hängenbleiben und den Schwimmer stören, und daß in an sich bekannter Weise eine Pumpe für den Kreislauf vorgesehen ist, die die Strömung so verstärkt, daß die Gasblasen fortgespült werden und der Schwimmer in bekannter Weise zentriert wird.

Auch wird durch die Zentrierung des Schwimmers in der Hüllkugel mittels der Strömung des Elektrolyten mit Sicherheit verhindert, daß unter dem Einfluß von Beschleunigungskräften der Schwimmer an die ihn umgebende Hülle anstößt.

Auch verringern sich infolge der verstärkten Kreislaufströmung Temperaturunterschiede innerhalb des Elektrolyten. Aus diesem Grunde kann die Durchschnittstemperatur des Elektrolyten mit größerer Genauigkeit gemessen und auf einen Festwert geregelt werden. Auch kann die Menge des Elektrolyten verringert werden, wodurch Gewicht und Platz gespart wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich die verstärkte Strömung an den Kühlflächen stärker abkühlt, als es ohne diese Verstärkung geschehen würde. Eine ausreichende Kühlung läßt sich daher bei einem verringerten Wärmegefälle zwischen der Kühlfläche und dem Elektrolyten erreichen. Es ist bereits ein Kreiselgerät mit einem kugelförmigen Schwimmer ohne eingebaute Blasspule bekannt (Patentanmeldung K 6993 IXb/42c, 35/01, bekanntge- macht am 6. August 1953). Auch dort wird die Flüssigkeit durch Zuflußöffnungen einer den Schwimmer umgebenden Hüllkugel in den zwischen Hüllkugel und Schwimmer befindlichen Spalt eingeleitet und tritt durch Ausflußöffnungen der Hüllkugel aus. Dabei sind die Zuflußöffnungen im unteren Teil der Hüllkugel kranzförmig angeordnet, so daß die strömende Flüssigkeit die Kugel im Abstand von der Hülle hält. Die elektrische Energie wird dabei den im Schwimmer angeordneten Stromverbrauchern induktiv durch Spulensätze zugeführt, statt durch einen Elektrolyten. In der Flüssigkeit entstehen daher keine Gasblasen, so daß dort einer Verkleinerung des Gerätes nicht diejenigen Schwierigkeiten entgegenstehen, die sich bei der Entwicklung des Erfindungsgegenstandes ergeben haben. Die Verwendung der elektrolytischen Stromzuführung wäre bei diesem bekannten Gerät auch nicht möglich, weil dort die Strömung zu schwach ist, um Gasblasen fortzuspülen. Es hat sich gezeigt, daß die Kreislaufströmung des Elektrolyten keine störenden Drehmomente auf den Schwimmer ausübt, oder doch nur so kleine Drehmomente, daß diese die Meßgenauigkeit nicht über Gebühr beeinträchtigt. Will man indessen eine noch höhere Meßgenauigkeit erreichen, so empfiehlt es sich bei der bekannten kugelförmigen Gestaltung von Schwimmer und Hülle, daß in der Zuflußöffnung oder in den Zuflußöffnungen der Hülle eine Stelleinrichtung zum Einstellen der Richtung des Elektrolytstromes angeordnet wird. Mit Hilfe dieser Stelleinrichtung kann man dann den Strom so beeinflussen, daß etwaige Störungsmomente noch weiter verringert werden.

Vorzugsweise enthält die Stelleinrichtung Leitbleche, die um radiale Schwenkachsen kippbar sind.

In mindestens einer in der Hülle angeordnete Öffnung kann zum Zufluß des Elektrolyten eine gitterartige Leitvorrichtung angeordnet sein, die die Strömung wirbelfrei leitet.

Es ist auch ein Kompaß mit einem kugelförmigen Schwimmer bekannt (britische Patentschrift 408 936), der das die Richtkraft entwickelnde System enthält und innerhalb einer Hüllkugel in einer Flüssigkeit schwimmt, die durch eine Pumpe im Kreislauf durch den engen Spalt zwischen der schwimmenden Kugel und der Hüllkugel gefördert wird und in dieser den Schwimmer zentriert. Dabei handelt es sich aber nicht um einen Kreiselkompaß, sondern um einen Magnetkompaß, so daß die Notwendigkeit entfällt, dem kugelförmigen Schwimmer eine Energie für den Kreiselantrieb zuzuführen. Aus diesem Grunde bildet die Flüssigkeit keinen Elektrolyten und es entfällt die Bildung von Gasblasen, die bei der Entwicklung des Erfindungsgegenstandes die Lösung der Erfindungsaufgabe erschwerten.

Bei diesem bekannten Kompaß ist die Pumpe in einiger Entfernung vom Gehäuse des Gerätes angeordnet. Das gilt auch für ein anderes Kreiselgerät (britische Patentschrift 600 263), das zwar keinen Schwimmer enthält, aber für die Kühlung des Gerätes einen Kühlluftkreislauf vorsieht, der über Kühlflächen fließt und durch eine Pumpe gefördert wird.

Im Gegensatz hierzu empfiehlt es sich beim Gegenstand der Erfindung, die Pumpe unmittelbar am Gehäuse des Gerätes anzubringen.

Dabei kann der Läufer der dynamisch wirkenden Pumpe den Kurzschlußläufer eines Drehstrommotors darstellen, dessen Stator am Gehäuse angeordnet ist.

Befindet sich die einzige Zuflußöffnung der Hüllkugel in bekannter Weise an deren tiefsten Stelle, dann kann der Pumpenläufer gleichachsig zur Zuflußöffnung angeordnet und die Pumpe als Zentripetalpumpe ausgeführt sein.

Es ist ein Kreiselgerät mit einem Luftlager des Kreiselläufers bekannt (USA.-Patentschrift 3 070 407), bei welchem die in der Lagerschale vorgesehenen Zuflußöffnungen für die Luft von den Poren eines aus porösem Stoff bestehenden und in die Lagerschale eingesetzten Körpers gebildet werden. Eine entsprechende Anordnung empfiehlt sich auch beim Gegenstand der Erfindung. Dementsprechend können die Zuflußöffnungen der Hülle von einem solchen porösen Körper gebildet werden.

Schließlich besteht die Möglichkeit, die in der Hülle vorgesehenen Zuflußöffnungen für den Elektrolyten im oberen Teil der Hülle vorzusehen und den Abfluß des Elektrolyten aus dem Spalt im unteren Teil der Hülle erfolgen zu lassen und den Auf-

trieb so zu bemessen, daß der Schwimmer bei Abschaltung der Pumpe an dem oberen Teil der Hülle anliegt.

Im Zusammenhang mit dieser Ausgestaltung ist zu bemerken, daß bereits ein Kreiselgerät mit einem luftgelagerten kugelförmigen Schwimmer bekannt ist (USA.-Patentschrift 2133 809), bei welchem die Hüllkugel außer einer Zuflußöffnung an ihrer tiefsten Stelle auch einen Kranz von Zuflußöffnungen über der Oberseite des kugelförmigen Schwimmers aufweist.

Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen lotrechten Schnitt durch ein Kreiselgerät nach der Erfindung mit einer einzigen Zuflußöffnung an der tiefsten Stelle der aus zwei getrennten Teilen bestehenden Hülle,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung einer abgeänderten Ausführungsform des Kreiselgeräts, bei der die Hülle aus einem einzigen Teil besteht und an ihrer höchsten Stelle eine Austrittsöffnung für den Elektrolyten hat,

F i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung eines Kreiselgeräts mit einer von F i g. 1 abweichenden Ausgestaltung der Pumpe,

F i g. 4 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung einer Ausführungsform des Kreiselgeräts, bei welchem die einzige Zuflußöffnung der F i g. 1 durch einen Kranz von Zuflußöffnungen ersetzt ist,

F i g. 5 eine der F i g. 4 entsprechende Darstellung einer Ausführungsform, die sich von F i g. 4 durch die Anordnung zusätzlicher Zufluß- und Abflußöffnungen unterscheidet,

F i g. 6 eine Projektion der Innenfläche der unteren Hälfte der Hüllkugel,

F i g. 7 den mittleren Teil der F i g. 3 in größerem Maßstabe zur Darstellung einer in die Zuflußöffnung eingebauten Stelleinrichtung,

F i g. 8 die Stelleinrichtung der F i g. 7 im Grundriß,

F i g. 9 den mittleren Teil der F i g. 3 in größerem Maßstabe zur Darstellung einer in die Zuflußöffnung eingebauten gitterartigen Leitvorrichtung,

Fig. 10 die in Fig. 9 gezeigte Zuflußöffnung im Grundriß unter Darstellung zweier verschiedenartiger eingebauter gitterartiger Leitvorrichtungen,

F i g. 11 den mittleren Teil der F i g. 3 in vergrößertem Maßstabe zur Darstellung der Zuflußöffnung mit einer eingebauten Stelleinrichtung und

Fig. 12 die Stelleinrichtung der Fig. 11 im Grundriß.

Das in F i g. 1 gezeigte Kreiselgerät stellt einen Kompaß dar, dessen kugelförmiger Schwimmer 10 ein nordweisendes Kreiselsystem mit zwei elektrisch angetriebenen Kreiselläufern enthält und sich von dem Schwimmer des bekannten Anschütz-Kreiselkompasses im wesentlichen nur dadurch unterscheidet, daß er keine Blasspule aufweist und einen wesentlich kleineren Durchmesser hat. In bekannter Weise ist dieser Schwimmer mit Elektrodenflächen 11 und 12 an seinen Polen und mit einer Elektrodenfläche 13 am Äquator versehen. Er schwimmt in einem flüssigen Elektrolyten, z.B. in einer wässrigen Lösung von Bezoesäure, der enge Spalten 14, 15 zwisehen den am Schwimmer angeordneten Elektrodenflächen 11, 12 und 13 und weiteren Elektrodenflächen 16, 17, 18 ausfüllt, die an einer den Schwimmer 10 umgebenden Hülle angeordnet sind. Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel besteht diese Hülle aus einem unteren, ungefähr halbkugeligen Teil 19 und einem hierzu gleichachsigen oberen kalottenförmigen Teil 20. Beide Teile der Hülle sind innen an einem kugelförmigen Gehäuse 21 befestigt, das mit dem Elektrolyten gefüllt ist und an einem nicht dargestellten Halter um die Achse 21 der Hüllkugelteile 19, 20 drehbar gelagert ist. Der Halter ist seinerseits in einem Traggestell kardanisch aufgehängt. Die Elektrodenfläche 13 ist in bekannter Weise unterbrochen. Der durch sie und die Elektrodenfläche 17 fließende Strom steuert in an sich bekannter Weise einen am Halter angeordneten Nachlaufmotor, der das Gehäuse 21 dem Schwimmer 10 um die Hochachse 22 herum nachlaufen läßt.

Der Schwimmer 10 erwärmt sich im Betrieb infolge der ihm zugeführten elektrischen Leistung, und diese Wärme muß durch die Elektrolytflüssigkeit hindurch abgeführt werden, was dadurch erschwert ist, daß diese Flüssigkeit durch den sie durchfließenden elektrischen Strom zusätzlich aufgeheizt wird.

Für den vom Strom erwärmten Elektrolyten ist ein Kreislauf vorgesehen, der eine Pumpe 23 enthält, die vorzugsweise unmittelbar am Gehäuse 21 angebracht ist. In diesem Kreislauf fließt der Elektrolyt nach Verlassen des Spalts 14 in Richtung der Pfeile 24 über die von der Innenseite des Gehäuses 21 gebildete Kühlfläche 25 und dann wieder in Richtung der Pfeile 26 und 27 durch die Pumpe 23 hindurch und in den Spalt 14 hinein. Zu diesem Zweck steht der Einlaß der Schleuderpumpe 23 in Verbindung mit einer Auslaßöffnung 28 des Gehäuses, und der Auslaß der Pumpe 23 steht in Verbindung mit einer am tiefsten Punkt des Teiles 19 der Hülle vorgesehenen Zuflußöffnung 29. Zu diesem Zweck ist der Teil 19 der Hülle am tiefsten Punkt des Gehäuses 21 durch ein Rohr 30 abgestützt, das die Achse 22 umgibt und an seinen Enden starr mit der Innenwand des Gehäuses 21 und mit dem Hüllkugelteil 19 verbunden ist. Der durch die Zuflußöffnung 29 in den Spalt eintretende Strom fließt dann in allen Richtungen, wie durch Pfeile 31 angedeutet, und bildet dabei ein Flüssigkeitslager für den Schwimmer 10, der durch dieses Flüssigkeitslager in der kugelförmigen Hülle 19, 20 zentriert wird. Der Schwimmer hat dabei ein geringes Übergewicht. Da dieses von dem strömenden Elektrolyten getragen wird, kann die bisher übliche Blasspule in Fortfall kommen.

Die Ränder der Teile 19 und 20 der Hülle begrenzen die Ausflußöffnung, durch die der Elektrolyt in Richtung der Pfeile 24 aus dem Spalt austritt. Das Gehäuse 21 ist zweckmäßig so ausgestaltet, daß es die Wärme auch bei einem niedrigen Wärmegefälle wirksam ableitet. Zu diesem Zweck besteht es zweckmäßig aus einem Metall von guter Wärmeleitfähigkeit und ist außen und gegebenenfalls auch innen mit Rippen versehen. Die Außenfläche des Gehäuses 21 wird zweckmäßig durch einen Gebläseluftstrom bestrichen.

Da der Strom aus dem Spalt 14 auch alle Luftoder Gasblasen entfernt, die sich in dem Elektrolyten bilden können, kann er sehr eng bemessen werden. Es ist daher eine erhebliche Verringerung des Durchmessers des Schwimmers 10 möglich, ohne daß dadurch die Gefahr entsteht, es könnten zu starke Querströme durch den Elektrolyten von der Elektrode 17 zu den Elektroden 16 und 18 fließen.

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Die in F i g. 2 gezeigte Ausführungsform unter- 41 durchsetzen und mit ihren Enden einerseits in die

scheidet sich von derjenigen der F i g, 1 dadurch, daß Wand 41 und andererseits in die Hüllkugel 19 einger

die den kugelförmigen Schwimmer 10 umgebende setzt sind. Der durch die Zuflußöffnungen 40 ein-

Hülle ein einziges Stück bildet und die in ihr vorge- wärts fließende Elektrolytstrom verzweigt sich teils

sehene Ausflußöffnung von einem oberen, zur Achse 5 aufwärts zur Ausflußöffnung 35 und teils abwärts zu

22 konzentrischen Loch 35 gebildet wird. Das bietet den Ausflußöffnungen 51, die außerdem auch dieje-r

den Vorteil, daß auch die Innenfläche des oberen nigen Elektrolytflüssigkeitsmengen ausfließen lassen,

Teils des Gehäuses 21 mit dem Kreislauf des Elek- die durch die Einflußöffnungen 50 in den Spalt eiriT

trolyten in Berührung steht und daher besonders treten.

wirksam zu dessen Kühlung beiträgt und daß etwaige io Die Unterteilung des Zuflusses in eine große Anr

Luftblasen auch aus dem Spalt zwischen den Elek- zahl von gleichmäßig verteilten Öffnungen 40 und 50

trodenflächen 11 und 16 herausgespült werden, was bietet den Vorteil, daß mit einer hohen statistischen

bei der Ausführungsform der F i g. 1 nicht der Fall Wahrscheinlichkeit etwaige Abweichungen der Strö-

ist. mungsrichtung an den einzelnen Zuflußöffnungen

Die in F i g. 3 gezeigte Ausführungsform unter- 15 einander ausgleichen und daher durch den Kreislauf

scheidet sich von derjenigen der F i g. 1 durch die des Elektrolyten kein unerwünschtes Drehmoment

Anordnung und Ausgestaltung der unmittelbar am auf den Schwimmer 10 ausgeübt wird.

Gehäuse 21 angebrachten Pumpe. Der Läufer 36 Versuche haben gezeigt, daß verhältnismäßig

dieser Pumpe stellt nämlich den Kurzschlußläufer kleine Elektrolytmengen ausreichen, um den

eines Drehstrommotors dar, dessen Stator 37 am Ge- 20 Schwimmer 10 zuverlässig zu zentrieren,

häuse 21 angeordnet ist. Läufer 36 und Stator 37 Sollte sich herausstellen, daß der in den Spalt zwi-

sind gleichachsig zur einzigen Zuflußöffnung 29 des sehen Schwimmer 10 und Hüllkugel eintretende ·

Hüllkugelteils 19 angeordnet, also konzentrisch zur Elektrolytstrom auf den Schwimmer ein unerwünsch-

Hochachse 22 des Gehäuses, und die Pumpe ist als tes Drehmoment ausübt, dann empfiehlt es sich, in

Zentripetalpumpe ausgeführt. Ihr Läufer wird also 25 der Zuflußöffnung 29 oder in den Zuflußöffnungen

von außen nach innen durchströmt. Der Einlaß der 40 oder 50 eine Stelleinrichtung zum Einstellen der

Pumpe wird von einer ringförmigen Öffnung 39 ge- Richtung des Elektrolytenstroms anzuordnen. Eine

bildet, die den axial gelegenen Auslaß der Pumpe solche Stelleinrichtung ist in F i g. 7 dargestellt. Diese

umgibt und unmittelbar mit dem Raum zwischen zeigt den unteren Teil 19 der kugelförmigen Hülle

dem Hüllkugelteil 19 und dem Gehäuse 21 kommu- 30 mit der Zuflußöffnung 29. An der Unterseite der

niziert. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders Hülle 19 sind Stifte 70 befestigt, die radial in Rich-

gedrängte Anordnung mit einem sehr kurzen Strö- tung auf die Achse 22 vorspringen und innerhalb der

mungsweg innerhalb der Pumpe. Diese bietet daher Öffnung 29 Leitbleche 71 tragen. Sind diese Leit-

dem Kreislauf des Elektrolyten nur geringe Rei- bleche zur Achse 22 parallelgerichtet, dann wirken

bungswiderstände. 35 sie einem etwaigen Drall des durch die Zuflußöff-

Die in F i g. 4 gezeigte Ausführungsform der Erfin- nung 29 fließenden Elektrolytenstroms entgegen,

dung unterscheidet sich von derjenigen der F i g. 1 Wenn man diese Leitbleche in der in F i g. 8 gestri-

dadurch, daß der Hüllkugelteil 19 statt mit einer chelt angedeuteten Weise schrägstellt, dann erteilen

axial gelegenen einzigen Zuflußöffnung 29 mit einem sie dem Strom einen Drall, durch den der bei Eintritt

zur Achse 22 konzentrischen Kranz von Zuflußöff- 40 in die Öffnung 29 vorhandene Drall aufgehoben

nungen 40 versehen ist, dem die Flüssigkeit vom wird, so daß die Flüssigkeit in Richtung der Pfeile 73

oberen Ende des Rohres 30 aus durch einen Raum in genau radialer Richtung ausströmt und daher auf

41 zufließt, der zwischen dem Hüllkugelteil 19 und die Kugel 10 kein Drehmoment um die Achse 22

einer an diesem unter seiner Unterseite befestigten ausübt.

kartenförmigen Wand 42 liegt. Das Rohr 30 endet 45 Man kann die Stelleinrichtung jedoch auch so ausan dieser Wand 42 und ist an ihr befestigt. Der Rand gestalten, daß sie den die Öffnung 29 durchfließender Wand 42 ist mit dem Teil 19 durch" einen den Strom in einer Richtung in den Spalt eintreten Flansch 43 verbunden. Der Radius des Kranzes der läßt, die von der Achse 22 nach einer Seite hin ab-Zuflußöffnungen 40 beträgt etwa 45°. Diese Aus- weicht. Das ist in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Dort führungsform bietet den Vorteil, daß die untere 50 sind die Leitbleche 71 in der gestrichelten Weise einElektrode 18 eine größere Fläche hat, weil sie nicht, gestellt. Sie lenken den Strom daher mit Bezug auf wie in F i g. 1, durch die dort vorgesehene Zuflußöff- F i g. 12 nach links und nach unten ab, ohne den nung 29 unterbrochen ist. Ein weiterer Vorteil liegt Strom um die Achse 22 zu drehen,
darin, daß der Strom des Elektrolyten den kugelför- In den F i g. 9 und 10 ist eine Ausführungsform migen Schwimmer 10 noch zuverlässiger innerhalb 55 der Erfindung dargestellt, bei der in der Zuflußöffder Hüllkugel 19, 20 zentriert. nung eine gitterartige Leitvorrichtung angeordnet ist,

Die in den F i g. 5 und 6 gezeigte Ausführungsform die den Strom wirbelfrei leitet. Diese gitterartige

der Erfindung unterscheidet sich von derjenigen der Leitvorrichtung kann aus radialen Leitblechen 90

F i g. 4 dadurch, daß die Hüllkugel wie in F i g. 2 ein oder auch aus sich rechtwinklig kreuzenden Leitbleeinziges Stück darstellt und an ihrer höchsten Stelle 60 dien 91 bestehen. Alle diese Leitbleche verlaufen in

mit einer Ausflußöffnung 35 versehen ist, daß ferner Ebenen, welche die Achse 22 aufnehmen oder paral-

außer dem Kranz der Zuflußöffnungen 40 noch ein IeI zu ihr angeordnet sind,

weiter innen liegender Kranz von Zuflußöffnungen Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können

50 vorgesehen ist und daß schließlich zwischen die- in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden. Man sen beiden Kränzen ein dritter Kranz von Öffnungen 65 kann z. B. auf die kardanische Lagerung des Halters

51 liegt, die dem Abfluß des Elektrolyten aus dem verzichten, in dem das Gehäuse 21 um die Hoch-Spalt zwischen Schwimmer und Hüllkugel dienen achse 22 drehbar gelagert ist.

und von Rohren gebildet werden, die je den Raum Ferner kann man auch die Zuführungsöffnungen

40 und 50 mit den in den Fig. 7, 8, 11 und 12 gezeigten Stelleinrichtungen oder mit der gitterartigen Leitvorrichtung nach den F i g. 9 und 10 versehen.

In die Zuflußöffnungen für den Elektrolyten kann ein poröser Körper eingesetzt werden, dessen Poren dann die eigentlichen Zuflußöffnungen bilden. Dann ist die Richtung der Zuströmung der Elektrolytflüssigkeit nicht genau definiert, so daß angenommen werden kann, daß keine bevorzugte Zuströmrichtung vorhanden ist und daher keine unerwünschten Drehmomente auf den Schwimmer ausgeübt werden.

Dieser Schwimmer braucht nicht notwendigerweise kugelförmig ausgestaltet zu sein. Denn die Er-

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findung ist auch auf Kreiselgeräte mit Schwimmern anderer Gestalt anwendbar.

Auch kann der Schwimmer so leicht bemessen werden, daß er im Elektrolyten einen Auftrieb hat. In diesem Falle werden die in der Hülle vorgesehenen Zuflußöffnungen für den Elektrolyten im oberen Teil der Hülle vorgesehen, und der Abfluß des Elektrolyten aus dem Spalt erfolgt dann vorzugsweise im unteren Teil der Hülle. Eine solche Anordnung ergibt sich z. B., wenn man die in den F i g. 4 und 5 gezeigten Geräte auf den Kopf gestellt anordnet, so daß sich die Zuflußöffnungen 40 über der Äquatorebene der Kugel befinden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche: sen ist, daß der Schwimmer bei Abschaltung der Pumpe an dem oberen Teil der Hülle anliegt.

1. Kreiselgerät mit einem Schwimmer, der einen oder mehrere elektrisch angetriebene Kreiselläufer enthält und in einem Elektrolyten schwimmt, der einen engen Spalt zwischen dem Schwimmer und einer diesen mindestens teilweise umgebenden Hülle ausfüllt und im Kreislauf durch diesen Spalt über Elektrodenflächen des Schwimmers und der Hülle fließt, Kühlflächen außerhalb der Hülle bestreicht und dann in die Hülle zurückkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des Gerätes einschließlich des Spaltes bis zu einem Maß verringert sind, bei dem zwischen den Elektrodenflächen entstehende Gasblasen mangels besonderer Vorkehrungen hängenbleiben und den Schwimmer stören, und daß in an sich bekannter Weise eine Pumpe für den Kreislauf vorgesehen ist, die die Strömung so verstärkt, daß die Gasblasen fortgespült werden und der Schwimmer in bekannter Weise zentriert wird.

2. Kreiselgerät nach Anspruch 1, dessen Schwimmer und dessen Hülle kugelförmig gestaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuflußöffnung (29) oder in den Zuflußöffnunsen (40, 50) der Hülle (19) eine Stelleinrichtung (71) zum Einstellen der Richtung des Elektrolyten-Stroms angeordnet ist.

3. Kreiselgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung Leitbleche (71) enthält, die um radiale Schwenkachsen (70) kippbar sind.

4. Kreiselgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einer in der Hülle angeordneten Öffnung (29, 40, 50) zum Zufluß des Elektrolyten eine gitterartige Leitvorrichtung (90, 91) angeordnet ist, die die Strömung wirbelfrei leitet.

5. Kreiselgerät nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (23, 36, 37) unmittelbar am Gehäuse (21) des Geräts angebracht ist.

6. Kreiselgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (36) der dynamisch wirkenden Pumpe den Kurzschlußläufer eines Drehstrommotors darstellt, dessen Stator (37) am Gehäuse (21) angeordnet ist.

7. Kreiselgerät nach Anspruch 6 mit einer einzigen Zuflußöffnung der Hüllkugel an deren tiefsten Stelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenläufer (36) gleichachsig zur Zuflußöffnung (29) angeordnet und die Pumpe (36, 37) als Zentripetalpumpe ausgeführt ist.

8. Kreiselgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Hülle vorgesehenen Zuflußöffnungen für den Elektrolyten von den Poren eines aus porösem Stoff bestehenden und in die Hülle eingesetzten Körpers gebildet werden.

9. Kreiselgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Hülle vorgesehenen Zuflußöffnungen für den Elektrolyten im oberen Teil der Hülle vorgesehen sind und der Abfluß des Elektrolyten aus dem Spalt im unteren Teil der Hülle crfol«t und daß der Auftrieb so bemes-Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreiselgerät mit einem Schwimmer, der einen oder mehrere elektrisch angetriebene Kreiselläufer enthält und in einem Elektrolyten schwimmt, der einen engen Spalt zwischen dem Schwimmer und einer diesen mindestens teilweise umgebenden Hülle ausfüllt und im Kreislauf durch diesen Spalt über Elektrodenflächen des Schwimmers und der Hülle fließt, Kühlflächen außerhalb der Hülle bestreicht und dann in die Hülle zurückkehrt.

Bei einem bekannten Kreiselgerät dieser Art (britische Patentschrift 682 908) hat der Spalt eine Weite von 5 mm. Der Schwimmer enthält in seinem unteren Teil eine Spule, die sogenannte »Blasspule«, die den Schwimmer in der Schwebe hält, indem sie sich ihres Magnetfeldes zufolge von einem unter ihr angeordneten Metallkörper abstößt, und infolge ihres Stromverbrauches den Elektrolyten zusätzlich zu der Heizwirkung derjenigen Ströme aufheizt, die zwischen den Elektrodenflächen durch den Elektrolyten fließen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abmessungen des Gerätes einschließlich des Spaltes erheblich zu verringern.

Mangels besonderer Vorkehrungen sind dieser Verringerung aber enge Grenzen gesetzt. Erfahrungsgemäß bilden sich im Elektrolyten nämlich Gasblasen. Bei der bekannten Weite des Spaltes von 5 mm werden diese Gasblasen durch den Kreislauf des Elektrolyten fortgespült, obgleich dieser Kreislauf nur durch die Wärmekonvektionsströmung des Elektrolyten unterhalten wird und daher nur eine niedrige Strömungsgeschwindigkeit hat. Die Gasblasen können sich daher in dem 5 mm weiten Spalt nicht festsetzen. Wird der Spalt aber erheblich verengert, dann treten Störungen des Schwimmers auf. Es hat sich herausgestellt, daß diese durch die Gasblasen verursacht werden, die störende Kräfte auf den Schwimmer ausüben, wenn sie in dem Spalt hängenbleiben, weil dieser zu eng ist. Wenn man aber die Weite des Spalts nicht erheblich herabsetzen kann, dann kann man auch den Durchmesser des Schwimmers nicht stark verringern. Das hängt damit zusammen, daß der Elektrolyt unerwünschte Querströme zwischen den verschiedenen Elektrodenpaaren überträgt. Damit diese Querströme niedrig bleiben, muß der Abstand der Paare voneinander ein bestimmtes Vielfaches der Weite des Spaltes sein. Wird diese Spaltweite nicht herabgesetzt, dann darf auch der Abstand der verschiedenen Elektrodenpaare voneinander (z. B. der Abstand des am Äquator der Schwimmerkugel angeordneten Elektrodenpaares von den an den Polen der Schwimmerkugel gelegenen Elektrodenpaaren) nicht verringert werden. Eine solche Verringerung der Spaltweite ist also eine unerläßliche Voraussetzung für eine Verringerung des Schwimmerdurchmessers.

Aber nicht nur die Gasblasen verhinderten bisher eine Verengerung des Spaltes zwischen den Elektroden. Diese Verengerung war bisher auch darum nicht zweckmäßig, weil sie bei dem bekannten Kreiselgerät zu einer Behinderung der Wärmekonvektionsströ-