DE1473984A1 - Vibrarotorkreisel - Google Patents

Description

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PATENTANWALT? DIPL.-ING. HANS BEGRICH - DIPL.-ING. ALFONS WASMEIER

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Vp 4429

16. Juli 1965 W/We

LIT(EuI IKOÜSTKIES, Inc., 336 Io rth Io ο thill Road, BeTerly Hills,

California, TJSA

Vibrarotorkreisel

Die Erfindung bezieht sich auf navigations- und Einstellsysteme, insbesondere auf solche, die einen neuartigen und verbesserten Vibrarotorkreisel verwenden.

Die Verwendung eines Tibrarotorkreisels in liavigationssystemen in Form eines neuartigen Trägheitsinstrumentes, das wesentliche Vorteile gegenüber bekannten Kreiseln aufweist, ist in der Patentanmeldung L 51 017 IXb/42c erörtert.

Der Vibrarotorkreisel weist einen Trägheitsring auf, der koaxial auf einer umlaufenden Welle befestigt ist. Der Trägheitsring

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, rotiert mit der Welle und besitzt um seine Befeitigungaachse, die ; senkreoht zur Welle verläuft, eine in bezug auf Torsion gebundene

Vibrationsfreiheit, Im allgemeinen ist der Tibraretorkreisel so * auegelegt, daß die Eigenfrequenz der Vibration des Trägheitsxinges um die senkrechte, d.h. die Befestigunga%sh3t* gleich der Irequen» _r, der Wellendrehung ist. line flnkelversehitbung des Vifcraretor-* kreiseis als Ganzes um eine beliebige Aohee mit Auenähme der Spin- ^¥ '" achse bewirkt, daß der Trägheitsying mit'seine? ligtnfreq.uens > ^* vibriert, wobei die maximale laplituäe einer solehen Vlbration <"* proportional der Winkelversohi«bung ist. Zusätzlich ist die Phasenlage der Vibration relativ zu einem Taktgebereignal ein direktes Maß für die Eiohtung der finkeiverSchiebung. Damit kann Tt der Vibrarotorkreisel anstelle eines direkt ablesenden Kreisels ^ mit zwei Ireiheitsgraäen verwendet werden,

C ■ ■ ■ ^:

Da der Vibrarotorkreisel keine komplizierte Kreiselringaufhängung

oder ein JSPlotationsmedium benötigt und gegen Streulagerdrehmomente in ien Wellenlagern enempfinölioii ist, weist er eine extrem geringe Abtriftrate auf und ist somit üblichen Kreiseln weit überlegen. Der Vibrarotorkreisel, der in der vorerwähnten Patentanmeldung beschrieban ist» verwendet insbesondere eine Abfühl- und Drehmomentanordnung, die entweder mit dem Trägheitsring-verbunden oder synchron damit drehbar ist,- Diese Art von Abfühl- und Drehmomentanordnung wird in der Technik als rotorbezogen bezeichnet. Während der Vibrarotorkreisel, der eine solche rotorbezogene Ausbildung besitzt, zufriedenstellend arbeiten kann, ist in der Kreiseltechnik das Bestreben vorhanden, Vorrichtungen zu entwickeln,

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die leichter und kompakter sind anä die weniger Bauteile und eine geringere Antriebaenergie erfordern. Zusätzlich wii*d ein. erhöhter Aufwand in feessug auf die Genauigkeit, die Stabilität und die Zuverlässigkeit sowie auf die «iafaoke Wartung verwendet.

Man hat festgestellt, daß ein wesentlicher !Fortschritt in bezug auf diese Ziele dadurch erreiaht werden kann, daß in den Vibrarotor eine verbesserte Abfühl- Drehmomentanordnung eingebaut wird, die am besten als gehäusebezogen in Verbindung mit anderen Verbesserungen und Abänderungen beschrieben werden kann. Bei der Verbesserung dee Kreisels war es möglich, verschiedene bauliche Bestandteile der rotorbezogenen Ausbildung, z.B» das umlaufende Q-ehäuse, die umlaufenden Übertrager und den Brehinomentauflöser wegzulassen und damit einen einfacheren und genauer arbeitenden Vibrarotorkreisel zu schaffen.

Ziel der Erfindung ist, einen neuartigen und urbeuuciUij Vibrarotorkreisel zur Verwendung in Navigations- und Einstellsystemen anzugeben» Sin spezielleres Ziel der Erfindung besteht darin, die komplizierte Ausbildung der AbfUhl- und Drsiiincsieiitanordnung des Vibrarotorkreisels zu verringern, während die Genauigkeit, die Stabilität und der Abgleich des Kreisels ver^.röisert und das Gewicht sowie .1-31 Motorantrieb verkleinert warden, "Weiter j st Ziel der Jlrxinäu.ng eine neuartige Abfühl- und Drehmomentanordnung, die ;-.«irer; umlaufender- Übertrager und Drehmoment auflöser erfordert. ;. jjner lot ein Ziel äer Erfindung darin zu sehen, extrem staoile r-ii.« <-:enau aroeitenöe Navigations- und Einstellsysteme zu schaffen,' ::i·: ei) -ir. ο ,er aieiirere Vibrarotorkreisel verwenaene

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Gemäß vorliegender Erfindung sind die Abfühl- und Drehmoment anordnungen auf dem äußeren Gehäuse des Vibrarotorkreisels befestigt und in bezug auf den umlaufenden Trägheitsring stationär ausgebildet. In einem besonderen Ausführungsbeispiel weist die Drehmomentanordnung zwei Drehmomentgeber auf, die um 90° gegeneinander versetzt sind und einen orthogonalen Satz von gehäusebezogenen Achsen bilden, während die Abfühlanordnung ein einziges induktives" Aufnahmeelement aufweist. Da die Abfühlanordnung und die Drehmomentanordnung am äußeren Gehäuse des Yibrarotorkreisels angeordnet sind, ist offensichtlich, daß die vorerwähnten baulichen Bestandteile, die in der rotorbezogenen Ausbildung verwendet werden, nunmehr weggelassen werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.

Die Figuren 1 und 2 stellen Teilansichten von der Seite und im

Grundriß einer bevorzugten Ausführungsform des auf das Gehäuse bezogenen Vibrarotorkreisels in Verbindung mit einem schematischen Blockdiagramm der Schaltung für dessen Betrieb dar, wobei Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 nach Fig. 1 ist,

Figuren 3, 4 und 5 zeigen schematische Blockdiagramme von Systemer bei denen ein Kreisel starr mit dem Trägerfahrzeug befestigt ist (strap-down systems), wobei ein oder mehrere gehäusebezogene Vibrarotorkreisel in Betrieb verwendet werdenο

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Fig» 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Trägheitsführungsplattform gemäß der Erfindung, und

Figo 7 ein schematisohes Blockdiagramm der Schaltung und der mechanischen Teile des Plattformsystems gemäß der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein gehäusebezogener Tibrarotorkreisel dargestellt, der ein äußeres zylindrisches Gehäuse 10 und eine stationäre Spinwelle 12 aufweist, die zentrisch im Gehäuse angeordnet ist, und auf der der Stator 14 eines mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden synchronen Hysteresemotors 16 angebracht ist. Das Rotorelement 18 des Synchronmotors 16 ist mit einem Motorgehäuse 20 befestigt, welches in der Weise angetrieben wird, daß es in Kugellagern 22 um den Stator 14 rotiert» Das äußere Gehäuse 10 ist vorzugsweise druckdicht ausgebildet, so daß es vollkommen evakuiert werden kann oder daß die Verwendung einer gesteuerten Atmosphäre ermöglicht wird, und besteht im allgemeinen aus einem leichten aber stabilen Material, wie z.B. Aluminium. Die Spinwelle 12 ist aus festem Material hergestellt, z;B_o korrosionsbeständigem Stahl ο Das Motorgehäuse 20 besteht aus einer Eisenlegierung mit hohem Nickelgehalt, damit eine magnetische Abschirmung erzielt wird; wenn eine zusätzliche Abschirmung erwünscht ist, kann'ein magnetischer Schirm 24, der mit dem Gehäuse des Kugellagers 22 befestigt ist, vorgesehen werden, damit ein weiterer magnetischer Pfad mit geringem magnetischen Widerstand erzielt wird.

Der ^'rägheitsring 26 des Yibrarotorkreisels ist mit dem Motorgehäuse 20 über ein Paar Torsionsstäbe und ein Paar Befestigungs-

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membrane 30 verbunden, wobei die Torsionsstäbe einen kreuzförmigen Querschnitt aufweisen. Wie in der vorerwähnten Anmeldung erläutert ergeben diese Elemente gute Biegeeigenschaften und eine symmetrische Aufhängung, um eine isoelastische Abtrift zu beseitigen» Obgleich der Trägheitsring 26 vollständig aus einem starren Material mit geringem magnetischen Widerstand, z.B. Eisen oder Stahl, hergestellt sein kann, umgibt in dem Ausführungsbeispiel ein Eisenoder Stahlring 32 ein zentrisches starres Material, ZoB. Titan, um das G-ewicht des Trägheitsringes 26 zu verringern» Zwei Begrenzungsanschlagstäbe 35 sind in Fig»2ebenfalls dargestellt; diese verhindern, daß der vibrierende Trägheitsring 26 einen vorgegebenen maximalen Ausschlag überschreitet» Die Begrenzungsanschlagstäbe 35 greifen durch Öffnungen in der magnetischen Abschirmung 24 (ebenso wie die kreuzförmig ausgebildeten Torsionsstäbe 28) und in Begrenzungsschlitze, die im Motorgehäuse 20 ausgebildet sind. Mit der unteren Fläche der magnetischen Abschirmung 24 ist eine Scheibe 34 befestigt, die aus einem Material hohen magnetischen Widerstandes, z.B. Aluminium, zusammengesetzt ist, die dazu dient, einen aus Material mit niedrigem magnetischen Widerstand bestehenden Ring 36 leitend gegenüber dem Magnetfeld in der magnetischen Abschirmung 24 abzuschirmen.Obgleich der Ring 36 kreisförmig symmetrisch ausgebildet ist. ist er so befestigt, daß sein Symmetriemittelpunkt nicht mit der Spinachse, d.h. der Achse der Welle 12 zusammenfällt» Wie weiter unten erläutert wird, bildet der Ring 36 einen Teil des Zeitgeneratormechanismus der Vorrichtung

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Die besondere mechanische Verbindung zwischen dem Trägheitsring 26 und dem Motor 16 ist nur zu Darstellungszwecken gezeigt. So kann beispielsweise der Motor 16 auf einer Seite des Trägheitsringes 26 angeordnet sein, wie in der vorerwähnten älteren Anmeldung gezeigt ist.

In Betrieb bewirkt der Synchronmotor 16, der von einer Energiequelle 38 angetrieben wird, daß der Trägheitsring 26 sich mit einer vorgegebenen frequenz 1 dreht. Wenn die lederkonstante der kreuzförmigen Torsionsschienen 28 und die Trägheitsmomente des Trägheitsringes 26 (einschließlich des Eisenringes 32) so gewählt sind, daß die Eigenvibrationsfrequenz des Trägneitsringes 26 um die durch die Torsionsstäbe 28 definierte Achse gleich der Spinfrequenz S ist, vibriert der Trägheitsring 26 mit einer solchen Frequenz N in Abhängigkeit von jeder beliebigen Winkelverschiebung der Spinachse 12 aus ihrer Anfangsstellung. Y/enn die Dämpfung der Vibrationen des Trägheitsringes 26 auf einen minimalen Wert herabgesetzt wird, wächst der maximale Ausschlag des Trägheitsringes 26 linear mit der fortgesetzten Winkelverschiebung der Spinachse 12 an und stellt damit für eine bestimmte Zeitperiode die Winkelvers chiebun*, der Spinachse 12 dar. Ferner tritt die Stelle maximalen Ausschlages des vibrierenden Trägheitsringes 26 in einem Winkel auf, der auf die dichtung der Änderung der Stellung der Spiriachse 12 oezogen ist. vVie in der oben erwähnten älteren Patentanmeldung besenrieben ist, kann der 'Vinkelausschlag des Trägheitsringeo 26 annähernd durcn folgende Gleichung wiedergegeben werden

G(t) = ¥l L. cosfit

U T

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wobei

0 den Winkelausschlag des Trägheitsringes 26 von einer Anfangssteilung darstellt und auf kleine Winkel beschränkt ist,

0 die Rate der WinkelverSchiebung der Spinachse 12 um eine Achse senkrecht zur Spinachse 12 ist,·

C das polare Trägheitsmoment des Trägheitsringes 26 um die Spinachse 12 darstellt,

D die Winkeldämpfungskonstante der kreuzförmigen Torsionsstäbe 28 ist, und

T die Zeitkonstante des Systems darstellt.

T ist wesentlich größer als t und wird durch V T = ^2A

definiert, wobei A das transversale Trägheitsmoment des Trägheits-. ringes 26 um eine Achse senkrecht zur Spinachse 12 ist.

Diese Gleichung zeigt, daß für kleine Winkel der Winkelausschlag des Trägheitsringes 26 direkt proportional der Winkelverschiebung der Spinachse 12 multipliziert mit einem Kosinusausdruck, der die Vibrationen wiedergibt, ist. Obgleich es in obiger Grleichung nicht eindeutig zum Ausdruck kommt, enthält der Kosinusausdruck die Phaseninformation, die gewonnen werden kann, um den Winkel zwischen der Richtung der Winkelverschiebung der Spinachse 12 und einem .

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Koordinatensytem, das im äußeren Gehäuse 10 des Vibrarotorkreisels befestigt ist, zu ermitteln.

Da die Abfülilanordnung in einer rotorbezogenen Ausbildung mit dem rotierenden Trägheitsring befestigt ist, kann die elektromotorische Kraft, die durch den Vibrationsausschlag erzeugt wird, durch die

Winkelverschiebung ptder Spinachse multipliziert mit' einem Sinusit

ausdruck der Frequenz W angenähert werden. Jedoch ist/das gehäusebezo£,ene System vorliegender Erfindung, bei dem die Abfühlanordnung stationär ist, nicht zulässig« Der Grund, warum eine solche Annäherung nicnt zulässig ist, laut sich besser mit Bezug auf die Abfühlanordnung in vorliegender Erfindung verstehen

In den i'iguren 1 und 2 ist eine E-förmige Abfühlanordnung 40 aus normalem, ferritischem Material in der Bähe des Trägheitsringes 26 ( oder des Eisenringes 52 ) angeordnet und mit dem äußeren Gehäuse 10 des Vibrarotorkreisels über ein Haltebauteil 42 befestigt« Der mittlere Schenkel der ϊ-förmigen Abführanordnung 40 wird von einem Wechselstromgenerator 44 erregt, der ein Signal mit einer frequenz erzeugt, die wesentlich höher als-N ist. Dieses Signal, das in der Wicklung 43 geführt wird, bewirkt seinerseits, daiD ein magnetisches Wechselfeld in den geschlossenen Plußbahnen vorhanden ist, die durch den mittleren und die äußeren Schenkel der -E-iörmi^en Abfünlanordnung 40 und den Eisenring 32 definiert sind. Jede Yibrationsbewegung des Eisenringes 32 bewirkt eine Änderung des magnetischen Widerstandes der Teile der Bahnen zwiscnen dem mittleren und den äußeren Schenkeln der Abfühlanordnun 40. Infolgedessen wird jedes Signal, das in den äußeren *eii'ic solche Annäherung für

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Wicklungen 47 durch das magnetische Wechselfeld erzeugt wird, durch die Änderungen des magnetischen Widerstandes, welche durch die Vibrationsbewegung des Eisenringes 32 verursacht werden, in der Amplitude moduliert. Der Ausgang der Abfühlanordnung 40 ergibt somit ein amplituden-moduliertes Abfühlsignal, das aus einem Trägersignal besteht, welches durch die Vibrationsbewegung des Eisenringes 32 moduliert ist.

Der Ausgang der Abfühlanordnung 40 und das von dem Wechselstromgenerator 44 erzeugte Signal werden beide mit einem Normal- Demodulator 46 (über Leitungen 47' und 45) gekoppelt, der das Trägersignal abnimmt und ein Signal, das die Vibrationsbewegung des Eisenringes 32 darstellt, auf einen Verstärker 48 und dann auf einen zweiten Demodulator 50 überträgt. Falls unerwünschte Signale auftreten, können Verstärker und Filter 41 dazu verwendet werden, daß nur die oberen und unteren Seitenbänder des modulierten Abfühlsignales dem Demodulator 46 zugeführt w.erden. In ähnlicher Weise kann ein Filter 49, das auf die Frequenz des Abfühlsignales abgestimmt ist, hinter dem Demodulator 46 und dem Verstärker 4& verwendet werden, damit verhindert wird, daß unerwünschte Signale den Demodulator 50 erreicheno Während das Abfühlsignal auf der Leitung 47' durch Verwendung des Wechselstromgenerators 44 erzielt worden ist, der mit dem mittleren Schenkel der Abfühlanordnung 40 gekoppelt ist, sind auch andere technische Ausführungen möglich. Beispielsweise kann ein magnetisches Gleichfeld (in den geschlossenen Flußbahnen) dadurch erzeugt werden, daß ein Gleichstromgenerator mit dem mittleren Schenkel der AbfühlanOrdnung 40

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gekoppelt wird oder indem ein Permanentmagnet dafür verwendet
wird. Das Abfühlsignal, das in der Wicklung 47 erzeugt wird,
stellt damit direkt die Vibrationsbewegung des Eisenringes 32 dar und kann direkt mit dem Demodulator 50 über den Verstärker 48 gekoppelt werden, falls dies erforderlich, ist.

Da die Oberfläche des Eisenringes 32, der der Abfühlanordnung 40
gegenübersteht, nicht nur vibriert, sondern auch rotiert, ist die Frequenz der elektromotorischen Kraft, die von den Einstell- oder Greschwindigkeitsänderungen des Eisenringes 32 erzeugt wird, eine
Punktion dieser beiden Bewegungen und ist primär gleich der Summe der Rotationsfrequenz und der Vibrationsfrequenz (wobei ein kleiner Differenzfrequenzausdruck ebenfalls vorhanden ist)ο Es ist angenommen worden, daß diese beiden Frequenzen gleich gewählt wurden. Somit weist in der gehäusebezogenen Anordnung, das Abfühlsignal, das auf den Domodulator 50 übertragen wird, im Idealfall eine Frequenz von 2 K im Gegensatz zu d'er rotorbezogenen Anordnung auf, bei der das Abfühlsignal eine Frequenz von N besitzt« Da dieses Abfühlsignal doppelter Frequenz einfach von fehlerhaften Geräuschen (z.B. durch Abstin-rnen des Filters 49 auf 2N) unterschieden werden kann, wird die Genauigkeit des Vibrarotorkreisels gemäß vorliegender
Erfindung erneblich verbessert. '

ein·
Um das Abfühlsignal , das von· der Abfühlanordnung 40/gespeist

wird, in inre Komponenten län^s der senkrechten Achsen, die durch das äußere Genäuse 1ü definiert sind, aufzulösen, damit die
Richtung, der /.irikelverachiebung der Spinacnse 12 relativ zu diesen

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Achsen bestimmt wird, wird ein Taktgebersignal mit einer Frequenz 2N erzeugt. Ein C-förmiger Taktgebergenerator 51 ist mit dem äußeren Gehäuse 10 über einen Tragarm 52 befestigt und weist zwei Ferritschenkel auf, die durch einen permanenten Stabmagneten verbunden sind. Der umlaufende Ring 36 (der einen Teil des geschlossenen Flußpfades darstellt) ist außermittig angeordnet, damit der magnetische Widerstand des magnetischen Bfades zwischen den Schenkeln des ö-förmigen Taktgebergenerators 51 verändert wird.

Da der 0-förmige Taktgebergenerator 51 stationär· ist, oszilliert die Stellung des Ringes 36 über die beiden Ferritschenkel in radialer Richtung während einer jeden Umdrehung des Rotorgehäuses 20 um ihre Spinachse 12. Bei jeder Drehung der Rotoranordnung bewirkt die radiale Oszillation des exzentrisch befestigten Ringes 36, daß er nacheinander nur über den inneren Schenkel, über beide Schenkel, nur über den äußeren Schenkel und erneut über beide Schenkel eingestellt wird. Damit werden während jeder Umdrehung der Rotoranordnung abwechselnd Pfade minimalen und maximalen magnetischen Widerstandes zweimal zwischen den beiden Schenkeln des O-förmigen Taktgebergenerators 51 ausgebildet. Da der magnetische Widerstand des magnetischen Pfades sich durch zwei Maxima und zwe"i Minima während einer jeden Umdrehungsperiode ändert, wird eine Wechsel- EMK in der Wicklung 51' erzeugt, die eine Frequenz besitzt, die zweimal so groß ist wie die Frequenz der Drehung der Rotoranordnung. Diese Wechsel- EMK kann damit zur Erzeugung eines Taktgebersignales der Frequenz 2N verwendet werden. Durch Veränderung der Einstellung des Taktgebergenerators 51 in Umfangsrichtung um die Spinachse 12 können die beiden Stellen maximaler Amplitude (oder Minimaler Amplitude) des Taktgebersignales so eingestellt

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— I O" ■ . _ ι ι / ν/ w vy -τ

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werden, daß sie dann auftreten, wenn die Torsionsstäbe 28 in die Richtung einer der auf das Gehäuse bezogenen senkrechten Achsen zeigen. Wenn eine solche Koinzidenz nicht auftritt, wird das Abfühlsignal in seine Komponenten längs senkrechter Achsen aufgelöst,

die um einen wählbaren vFinkel gegenüber den auf das Gehäuse bezogenen Achsen verdreht sind. Diese beiden Sätze von Achsen können in Koinzidenz gebracht werden, indem die Phasenlage des Taktgebersignales verschoben wird.

Das Taktgebersignal aus dem Taktgebergenerator 51 wird in einen Normal- Phasenscnieber 54 eingeführt, der zwei Taktgebersignale erzeugt, deren eines in der Phase gegenüber dem anderen um 90° verschoben ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann ein zweiter Taktgebergenerator verwendet werden,.der um 45° in Umfangsrichtung gegenüber dem Taktgenerator 51 verschoben ist, damit das zweite Taktgebersignal in der Phasenlage um 90° verschoben ist. In ähnlicher Weise kann eine zweite Abführanordnung verwendet werden, die in TJmfangsricntung um 45 gegenüber der Abfühlanordnung 40 verschoben ist, damit ein zweites Taktgebersignal erzeugt wird, das in der Phasenlage um 90° verschoben ist, wobei die Abfühlsi&nale mit dem einzelnen Taktgebersignal aus dem Taktgebergenera-•tor 51 gekoppelt sind. Die Taktgebersignale werden mit dem Abfühlsi^nal aus der Abfühlanordnung 40 mit dem Demodulator 50 gekoppelt, der zwei b'ignale ergibt, die die Komponenten der Winkelverschiebung der bpinachse 12 längs der X- und Y-Koordinaten der gehäusebezogenen Achsen anzeigen. Da -der Demodulator 50 zwei Taktgebersignale aufnimmt unü zwei Auskangssignale erzeugt, kann dieser Demodulator 50 aus zwei getrennten Demodulatoren oder aus einem einzigen,

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zusammengesetzten Demodulator mit zwei Eingangs- und Ausgangskanälen bestehen.

Der Vibrarotorkreisel nach Pig» 1 ist so dargestellt, daß er mit einer Bezugsplattform 56 befestigt ist* Wie weiter unten im einzelnen gezeigt, kann diese Bezugsplattform beispielsweise entweder eine Drehbefeetigung, die Erde selbst, ein Fahrzeug oder eine vieraohsige, kardanisch aufgehängte Plattform sein.

Zusätzlich können Vorkehrungen getroffen sein, um die Innentemperatur dies ViDrarotorkreisels zu steuern. Ein Thermoelement ist durch das äußere Gehäuse 1G eingesetzt, damit die Innentemperatur gemessen wird. Eine Spannung, die die Innentemperatur anzeigt, ist mit einem Temperaturabfühlmechanismus 60 über eine Leitung gekoppelt, die ihrerseits die Temperaturregeleinrichtung (nicht gezeigt) steuert.

Da die Gültigkeit der Gleichung, die den Winkelausschlag θ des Trägheitsringee 26 beschreibt, darauf gegründet ist, daß die Zeitdauer des Aufbringens einer bestimmten Spinachsen- Verschiebungsrate $ weeentlich geringer ist als die Zeitkonstante dee Systems, ist es erwünscht, daß Drehmomentkräfte auf den Vibrationerotorkreisel aufgebracht werden, die eine solche Vibrationsbewegung aufheben. Bei einem Trägheitsführungssystem wird die Vibrationsbewegung üblicherweise aufgehoben, d.h. auf Null reduziert, indem di« Plattform, auf der der Vibrarotorkreisel befestigt ist, in

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Drehung versetzt wird und indem eine ein Drehmoment ergebende Kraft zur Verschiebung der Spinachse aufgebracht wird. In machen anderen Fällen jedoch ist es erwünscht, die Vibrationsbewegung des Trägheitsringes 26 ohne Verschiebung der Spinachse aufzuheben. Dieser Pail tritt z.B. dann auf, wenn der Vibrarotorkreisel starr in einem Flugzeug oder auf der Erde befestigt ist und die Vibrationsbewegung, die durch die Bewegung des Flugzeuges oder durch.die Erddrehung induziert wird, aufgehoben werden muß, damit das Abfühlsignal, das dadurch erzeugt wird, für Bezugszwecke auf den Wert Hull gebracht wird. Andererseits ist es erwünscht, direkt eine Vibrationsbewegung des Trägheitsringes 26 zu induzieren, um Einstell- oder Führungsfehler zu korrigieren, und das dadurch erzeugte AbfUhlsignal so zu verwenden, daß eine mechanische Drehmomentbildung der Spinachse bewirkt wird, um die induzierte Vibrationsbewegung auf den Wert Null zu bringen.

Im Falle vorliegender Erfindung wird die Vibrationsbewegung des Trägheitsringes 26 aufgehoben oder je nach dem betrachteten Fall induziert, indem Drehmomentkräfte direkt auf den Trägheitsring 26 und den Eisenring 32 des Vibrarotorkreisels aufgebracht werden. Zwei Drenmoinentanordnungen 62 und 64 sind mit dem äußeren Gehäuse 10 des Vibrarotorkreisels dadurch befestigt, daß Anordnungen 66 und 68 abgestützt werden, um die X- und Y-Achsen des auf das Gehäuse bezogenen Koordinatensystems zu definieren. Die Drehmomentanordnungen 62 und 64 sind aus E-förmigen Ferritkernen aufgebaut und besitzen Gleichstromgeneratoren 70 und 72, die mit den

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Wicklungen auf den mittleren Schenkeln der E-förmigen Ausbildungen verbunden sind. Eine X-Befehlsstelle 74 nimmt X-Komponenten- Signale aus dem Demodulator 50 und aus dem Eingang 75 auf und gibt Drehmomentsignale in Abhängigkeit davon auf die Wicklungen an den äußeren Schenkeln der Drehmomentanordnung 62. In ähnlicher Weise nimmt eineY-Befehlsstelle 76 Y-Komponenten-Signale aus dem Demodulator 50 und aus de'm Eingang 77 auf und führt Drehmomentsignale in Abhängigkeit davon den Wicklungen auf den äußeren.Schenkeln der Drehmomentanordnung 64 zu„ Je nach der Polarität der Drehmomentsignale, die der X-Befehlsstelle 74 oder der Y-Befehlsstelle 76 aufgegeben werden, wird das magnetische PeId zwischen den mittleren Schenkeln und einem der beiden Schenkel der E-förmigen Drehmomentanordnung 62 (oder 64) erhöht, während das Magnetfeld zwischen dem mittleren Schenkel und dem anderen Schenkel verringert wird. Damit erzeugt das pelektive Zuführen von Drehmomentsignalen über die Stellen 74 und 76 zu den Drehmömentanordnungen 62 und 64 magnetische Drehmomentfelder, die die Vibrationsbewegung des Trägheitsringes 26 in der gleichen Weise aufheben, verstärken, oder induzieren konrff wie wenn eine Winkelverschiebung auf die Spinachse 12 aufgebracht worden wäre.

Da der Trägheitsring 26 mit seiner Vibrationsfreq.uenz rotiert, betrachtet jede Drehmomentanordnung die gleiche Vibrationsbewegung in jeder Halbperiode der Drehung« Die Polarität der magnetischen drehmomentbildenden Felder muß nicht in jeder halben Periode geändert werden, wie dies im lalle der älteren Anmeldung zutrifft. Zusätzlich ist, wie bereits oben angedeutet, ein

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Drehmomentauflöser nicht mehr erforderlich, da die X-Komponenten- und Y-Komponenten- Drehmomentsignale direkt längs ihrer entsprechenden gehäuseb-ezogenen Achsen zugeführt werden« Der Verzicht auf den Drehmomentauflöser vereinfacht die Konstruktion erheblich und erhöht die Genauigkeit des Vibrarotorkreisels, ebenso der Verjaicht auf das "rotierende Gehäuse und die rotierenden'Übertrager in der verbesserten Abfühlanordnung in Vergleich zu der in der oben erwähnten älteren Patentanmeldung beschriebenen Anordnung.

Die Drehmoment- und Abführanordnungen und der Taktgebergenerator sind in Verbindung mit bestimmten baulichen Ausgestaltungen beschrieben worden, es lassen sich jedoch je nach den Umständen eine Vielzahl von -am anderen Ausbildungen äquivalenter Arbeitsweise schaffen. Unter besonderen Umständen können die Forderungen an Gewicht und Leistung es zweckmäßig erscheinen lassen, die mittleren dchenkel der Drehmomentanordnungen dauernd zu magnetisieren» In anderen Fällen kann es erwünscht sein, die Zahl und die Stellungen der Abfühl- und Drehmomentanordnungen zu verändern; die besondere Drehmoment anordnung, die hier, beschrieben wurde, ist jedoch besonders vorteilhaft, da sie dazu dient, einen Satz von orthogonalen Bezugsachsen zu definieren, die als Bezugsrahmen in vielen Einstell- und Führungssystemen arbeiten.

In Figo 5 ist ein System beschrieben, bei dem der gehäusebezogene Vibrarotorkreisel in einer Drehmoment- Abgleichschaltung gezeigt ist„ Der Vibrarotorkreisel 101 (der in vereinfachter Form dargestellt ist) ist auf einer Drehbefestigung 100 angebracht. Das

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Taktgebersignal wird in einen Phasenschieber 102 eingeführt, der zwei Signale erzeugt, deren eines in der Phase gegenüber dem anderen um 90° verschoben ist. Diese Taktgebersignale werden dann mit einem Demodulator 104 zusammen mit einem Abfühlsignal aus dem Vibrarotorkreisel 101 gekoppelt, wobei das Abfühlsignal vorher durch den Verstärker 106 verstärkt wurde. Die beiden demodulierten

* Abfühlsignale, die die orthogonalen Komponenten längs der auf das Gehäuse bezogenen Achsen einer Winkelverschiebung der Spinachse oder eines Ungleichgewichtes darstellen, werden dann durch die X-Aufzeichnungsvorrichtung 108 und die Y-AufZeichnungsvorrichtung 110 aufgezeichnet. Da in einer Drehmoment- Abgleichanordnung der Vibrarotorkreisel 101 in einem auf die Erde bezogenen Koordinatensystem arbeitet, wird durch die Erddrehung (etwa 10° pro Stunde) ein großes Ausgangssignal induziert. Um die Einflüsse irgendwelcher Ungleichgewichte zu überwachen, muß dieses Signal unterdrückt werden, da jeder Fehler im Gleichgewicht Signale erzeugt, die mehrere Größenordnungen kleiner sind. Es werden somit Vorkehrungen gezeigt, um Signale aus den Generatoren 112 und 114 in Mischschaltungen 116 und 118 einzuführen, um die mittlere Gleichstromkomponente zu unterdrücken, die durch die Irddrehung induziert und von den Aufzeichnungseinrichtungen 108 und 110 festgestellt wird. Somit zeigen die Aufzeichnungseinrichtungen 108 und 110 nur kleine Fehler und Ungleichgewichtsignale an, die dann analysiert werden können. Solche Generatoren 112 und 114 können zur Einführung einer jeden gewünschten Signalart verwendet werden« Wenn die Mischschaltungen 116 und 118, wie in der Zeichnung dargestellt, hinter

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den Demodulator 104 gesetzt werden, können sie Kormal- Widerstandsschaltungen oder Summierverstärker aufweisen; werden sie vor den Demodulator eingeschaltet, kann jede Schaltung zwei Übertrager aufweisen oder aber einen einzigen Übertrager und eine Phasenschieberschaltung.

Die X-Komponenten- und Y-Komponentensignale werden über Spannungs-Strom-Umwandler 120 und 122 (die die Abhängigkeit der Drehmomentrate von Impedanzänderungen der Drehmomentanoranungen in dem Vibrarotorkreisel 101 auf ein Minimum hera>-bse'tzen) mit den X- und Y-Drehmomentanordnungen im Vibrarotorkreisel 101, die auf das Gehäuse bezogen sind, gekoppelt, wobei sie die Vibrationen des Trägheitsringes des Vibrarotorkreisels 101 auf den Wert Null bringen» Da die X- und Y- Drehmomentanordnungen auf das Gehäuse bezogen sind, wie bereits weiter oben ausgeführt, ist eine weitere Auflösung der X- und Y-Drehmomentsignale nicht notwendig. Somit werden die Fehler, die notwendigerweise von der Verwendung eines X- Y-Auflösers sowie von der Verwendung des früher vorgeschlagenen rotierenden Abfühltransformators bedingt sind, automatisch durch Verwendung des gehäusebezogenen Vibrarotorkreisels eliminiert« Kur die Fehler, die in der Arbeitsweise des Vibrarotorkreisels selbst bedingt sind, werden für die Analyse angzeigt und aufgezeichnet. Die Mischsohaltunii 116 und der Umwandler 120 wie auch die 'Mischschaltung 118 und der Umwandler 122 zeigen bestimmte Ausführungsformen der grundsätzlichen X- und Y-Befehlssteilen 74 und 76 in den *'ig. 1 und 2, wobei Generatoren 112 und 114 mit Eingängen 75 und 77 gekoppelt sind c

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In Pig» 4 ist die "Verwendung eines genäusebezogenen Vibrarotorkreisels als Kreiselkompass dargestellt. Das insbesondere gezeigte System verwendet den Yibrarotorkreisel für eine Anzeige der eeilten Kordrichtung und der West- Ost- Drehgeschwindigkeit der Erde an der Stelle, an der er eingesetzt wird. Der Vibrarotorkreisel 201 ist einstellbar auf einer Plattform 200 befestigt, so daß seine Spinachse mit der Ortssenkrechten (local vertical) ausgerichtet werden kann. Das Taktgebersignal aus dem Vibrarotorkreisel 201 wird in eine Phasen-schieberschaltung 202 eingeführt, die zwei ■Taktgebersignale erzeugt, welche gegeneinander um 90 in der Phase verschoben sind. Die beiden Taktgebersignale werden dann in einen Demodulator 204 zusammen mit dem Abfühlsignal aus der Abfühlanordnung des Vibrarotorkreisels 201 eingeführt, wobei das Abfühlsignal vorher von dem Verstärker 206 verstärkt wurde. Da die Winkelverschiebung, die das Abfühlsignal induziert, durch die Drehgeschwindigkeit der Erde von West nach Ost verursacht wird, stellen die beiden Abfühlsignale, die von dem Demodulator 204 erzeugt worden sind, die orthogonalen Komponenten in dem auf das Gehäuse bezogenen Koordinatensystem der Winkelgeschwindigkeit um die Norcf-Koordinate des auf die Erde bezogenen Nord- Ost- Koordinatensystems dar.

Der Winkel zwischen den orthogonalen Achsen des auf das Gehäuse bezogenen Koordinatensystems und die Nord- Ost- Achsen des auf die Erde bezogenen Koordinatensystems, der allgemein als Azimuthwinkel bezeichnet wird, wird durch Kopplung der beiden Abfühlsignale durch einen S-tandard-Modulator 208 in die beiden Schenkel eines Auflösers

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210 bestimmt. Der Auflöser 210 weist einen Satz von orthogonalen Eingangsspulen und einen Satz von orthogonalen Ausgangsspulen auf,, die relativ "zu dem Eingangssatz von Spulen durch Hand oder durch einen automatischen· Drehmechanismus 212, z.B. ein Servosystem, gedreht werden können. Wie allgemein oekannt, ergibt ein solcher Auflöser 210 eine Übertragung von Signalen vom einen Koordinatensystem in ein anderes Koordinatensystem, das gegenüber dem ersten um einen vorbestimmten Winkel gedreht worden ist. Da in dem auf die Erde bezogenen lord- Ost- Koordinatensystem das Signal, das die Brdgeschwindigkeit darstellt, ein Maximum längs der Nord- Süd-Aohse und ein Minimum längs der Ost- West- Achse ist, erzeugen die Abfühlsignale, die mit den Schenkeln des Auflösers 210 gekoppelt sind, einen die Erdgeschwindigkeit darstellenden maximalen Ausgang auf einem Ausgangsschenkel des Auflösers 210 und einen Nullausgang am anderen Ausgangsschenkel des Auflösers 210, wenn der Auflöser 210 um den entsprechenden Azimuthwinkel gedreht wird. JDa die Stellung der orthogonalen Achsen des auf das Gehäuse bezogenen Koordinatensystems genau bekannt ist, ergibt dann der ermittelte Azimuthwinkel die echte Nordrichtung.

V/l£ in 3?ig. 4 gezeigt, führt einer der Ausgangsschenkel des Auflösers 210 in einen Demodulator 214 und dann in einen Nullme»3ser 216c Da bei einer Drehung um 360° zwei Nullstellungen vorhanden sein können, d.h. die Nord- und die Südstellung, ist der andere Schenkel des Auflösers 210 mit einem Demodulator und einem Integrierverstärker 21b und dann mit einer/Anzeigevorrichtung 220

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(GrO-NO GO indicator) verbunden, deren Anzeige von der Vergleichsphase des entsprechenden Mngangssignales in den Auflöser 210 und des entsprechenden Ausgangssignales aus dem Auflöser 210 abhängt. Der Demodulatorteil des Demodulator- und Integrierverstärkers 218 kann beispielsweise einen kollektorgeerdeten Transistor enthalten, dessen Basis über die Leitung 209 mit einem der modulierten Eingangssignale in den Auflöser 210 gekoppelt ist. Dieses Eingangssignal erdet das entsprechende Ausgangssignal des Auflösers 210, das mit dem Emitter des Transistors gekoppelt ist, über die Leitung 211 bei jeder wechselnden Halbperiode. Diese Betriebsweise ermöglicht es, daß eine Folge von positiven oder negativen Impulsen in den Integrierverstärkerteil gelangt, der dann ein BetätigungaejLgnal für die Anzeigevorrichtung 220 ergibt, deren Anzeige von der Polarität (d.h. dem Vergiß ichsz.ustand) des Ausgangssignalea aus dem Integrierverstärker abhängt. Der Vibrarotorkreisel 201 wird auoh konstant durch X- Drehmomentsignale und Y-Drehmomentsignale auf Muli gebracht, die direkt in die einzelnen, auf das Gehäuse bezogenen X- und THlrehmömentanordnungen durch die entsprechenden Ausgänge des Demodulators 204 zurüokgekoppelt werden.

In Fig. 5 sind zwei Vibrarotorkreisel 301 und 301· in vereinfachten schematischen Ansichten in Verbindung mit einer schematischen Blocksohaltung zur Führung von Flugzeugen dargestellt. Die Vibrarotorkreisel 301 und 301' sind mit dem Flugzeug 300 in einer solchen Weise verbunden, daß die auf das Gehäuse bezogenen orthogonalen Achsen des Vibrarotorkreisels 301 die X- und Z- Achsen des

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- Flugzeug- Koordinatensystems unä die auf das Gehäuse bezogenen orthogonalen Achsen des Vibrarotorkreisels 301' die X- und Y-Achsen des Flugzeug- Koordinatensystems definieren. In einer solchen Anordnung liegt der Trägheitsring des Vibrarotorkreisels 301 in der X- Z- Ebene des Flugzeug- Koordinatensystems, wobei der Trägheits-.rin_; des Vibrarotorkreisels 301' in der X- Ύ- Ebene des Flugzeug-Koordinatensystems liegt und die Spinaohsen der Vibrarotorkreisel und 301* orthogonal zueinander verlaufen. Die Z- Achse des Flugzeug- Koordinatensystems wird allgemein als Azimuthachse, die X- und Y- Achsen werden als Steigungs- und Rollachsen bezeichnet»

Wenn Befehlssignale aus der Steuer- und Rechnerstelle 310 empfangen werden, damit die StellungsSteuerungen des Flugzeuges 300 betätigt werden, können die Bewegungen, die von dem Flugzeug 300 durchgeführt werden, als Drehungen um die Azimuthachse, die Steigungsachse und die Rollachse beschrieben werden. Diese Bewegungen verursachen VYinkelverSchiebungen der Spinachaen der Vibrarotorkreisel 301 und 301' und verursachen damit Abfühlsignale, die von den Abfühlanordnungen wegen der induzierten Vibrationsbewegung der Trägheitsringe erzeugt werden. Die Abfühlsignale werden durch Verstärker 306 und 307 verstärkt und mit den Demodulatoren 304 und 505 in Verbindung mit den beiden Sätzen von um 90° iphasenverschobene.n Taktgebersignalen gekoppelt, die durch die Phasenschieber 302 und 303 erzeugt werden. Die Demodulatoren 3Q4 und 305 erzeugen Ausgangssignale, die die Bewegung des Flugzeuges um die X-, Y- und Z-Achse des Flugzeug- Koordinatensystems darstellen. Da das die X- Komponente darstellende Signal sowohl durch die

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Vibrarctorkreisel 301 und 301' erzeugt wird, wird das X-Komponentensignal direkt in die X-Drehmomentanordnung des Vibrarotor-•kreisels 301 zurückgekoppelt, um den Vibrarotorkreisel 301 in seiner X-Drehung des Flugzeuges 300 einzusperren. Auf diese Weise wird die X-Drehung des Flugzeuges 300 vollständig von dem Vibrarotorkreisel 301' abgefühlt. Andererseits können Vorkehrungen getroffen werden, um'die beiden X-Kcmponentensignale, die von den Vibrarotorkreiseln 301 und 301^f erzeugt werden, zu mitteln, damit ein Ausgangssignal entsteht, das von beiden X-Komponenten-Ausgangs-Signalen der Vibrarotorkreisel abhängig ist. Die X-, Y- und Z-Komponentensignale werden beide in die einzelnen X-, Y- und %- Drehmomentanordnungen zurückgekoppelt, damit die Trägheitsringe der Vibrarotorkreisel 301 und 301' in eine Nullstellung gedreht und in die Steuer- und Recline rs teile 310 eingeführt werden. Die Steuer- und Rechnerstelle 310 vergleicht die tatsächliche Drehung des Flugzeuges 300 mit der Drehung, die das Flugzeug 300 durchführen sollte. Wenn irgendeine Unstimmigkeit festgestellt wird, gibt die Steuer- und Rechnerstelle 310 zusätzliche Signale in die Flugzeu^- stellungssteuerungen. Auf diese Weise arbeiten die Vibrarotorkreisel 301 und 301' in der Weise, daß gewährleistet ist, daß das Flugzeug den empfangenen oder prograSierten Befehlen folgt. In dem vorbeschriebenen System wirken die Vibrarotorkreisel unabhängig von den Beschleunigungsmessern, die eine Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsinformation in die Steuer- und Recnnerstelle 310 geben. Diese Beschleunigungsmesser können entweder in dem Flugzeug-Koordinatensystem oder in einem Trägheits-Koordinatensystem {im

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-;<i>S" ; : ■ ■ ■;

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einer Befestigung auf einer Kardanringplattform)je naoh der. Kompliziertheit der Steuer- und Eeohnerstelle 310 arbeiten.

Die Fig. 6 zeigt eine stabilisierte Plattform 410. Die Plattform

410 weist ein stabilisiertes Element 411 auf, auf welchem die Stellung bestimmende Vibrarotorkreisel (nicht dargestellt, jedoch direkt im Inneren der Kästen 412 und 433 befestigt, die mit dem stabilisierten Element 411 verbunden sind) befestigt sind, wobei Spinachsen orthogonal zueinander verlaufen. Die Vibrarotorkreisel sind so ausgerichtet, daß sie einen Satz von drei zueinander' orthogonalen, auf das Gehäuse bezogenen Koordinatenachsen definiert ren , _so &_aQ ^₈₈ stabilisierte Element 411 in einer festen Stellung oder Orientierung im Raum gehalten wird. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Yibrarotorkreisel einen Trägheitsbezugswert einspeisen, dem das stabilisierte Element 411 unterworfen ist. Mit nilfe von Abfühlanordnungen, die die Yibrarotorkreisel und das stabilisierte Element 411 miteinander verbinden, kann jede Rotationsverschiebung des stabilisierten Elementes 411 um die ausgewählten, auf das Gehäuse bezogenen Koordinatenachsen unmittelbar angezeigt werden; das stabilisierte Element 411 wird in bezug auf einen Bezugsrahmen 414 in einer Weise gedreht, daß die Verschiebung beseitigt wird. Damit' wird das stabilisierte Element

411 kontinuierlich in einer festen Orientierung im Trägheitsraum oder in jedem gewünschten, auf das Gehäuse bezogene Koordina-tensystem aufgrund von Drehmomenten gehalten, d.h. es wird eine feste Stellung beibehalten, die von den Vibrarotorkreiseln definiert ist. In Betrieb wird der Bezugsrahmen 414 gewöhnlich starr in einem

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Fahrzeug befestigt, wobei dann das stabilisiert· Element 411 als Stellungsbeeugswert verwendet wird, von welche» die augenblickliehe Stellung des fahrzeuges bestimmt werden kann» Da die Beschleunigungen des !Fahrzeuges in einem konventionell en Syetem kontinuierlich integriert werden, um die Q-eacnwirnäigkeit oder -:. Stellung des Fahrzeuges zu bestimmen, sind die erforderlichen Beschleunigungsmesser 4"5O, 431 und 432 auf dem st»1iliai.erten Element 411 befeetigt dargestellt, damit Beschleunigungen läagß dar /bekannten Koordinatenachsen angezeigt werden, weleJae durch die Yibrarotorkreisel definiert aind und durch das stabilieierte llement 411 orientiert gehalten werden.

Damit das stabilisierte Element 411 gegenüber dem Bezugsrahmen 414 gedreht werden kann, ist dieses stabilisierte Element 411 in einem Kardanaufhängungssystem mit vier Achsen befestigt, das einen äußeren Tragbügel 4i6, einen Zwieelieiibügel 417 und einen Inneren j Tragbügel 4i8 aufweist. Das stabilisierte Element 411 wird fortlaufend der festvorgegebenen Stellung, die durch die Vibrarotorkreisel definiert ist, durch koordinierte Drehungen der Tragbügel 416, 417 und 418 um die äußere Roll-, Teilungs- und "innere Rollachse und durch Drehung des stabilisierten Elementes 411 (des sog» AzimuthtrEgbügeli) um die Aaimuthachse Z gehalten. Wie in Mg« 6 gezeigt, sind die Azimuthdreibvorrichtung 435 (die ein üblicher Servomotor oder eine andere Betätigungsvorrichtung sein kann), die innere Rolldrehvcrr.iohtung 437j die Steigungsdrehvorrichtung 440

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und die äußere Eolldrehvorrichtung 442 mit dem Kardansystem so befestigt, daß die Tragringe 416, 417 und 41ö gedreht werden. Aufgrund einer entsprechenden elektrischen Erregung einer der Drehvorrichtungen 435, 437, 440 und 442 wird eine Drehung um die entsprechende Plattformachse bewirkt.

Der vorbeschriebene Mechanismus weist auch eine Einrichtung zum feststellen und Anzeigen von Drehungen der Tragbügel und des stabilisierten Slementes 411 relativ zueinander auf. Z.B. wird die Azimuthdrehung von einem Azimuth-G-robdrehf eldgeber 445 und einem Azimuth- Peindrehfeldgeber 446 abgenommen. Ein innerer Rolldrehieldgeber 449 zeigt die Drehung des Tragbügels 41 & um die innere Rollachse an, ein Steigun&sdrehfeldgeber 450 die Drehung des Zwischentragbügels 417 um die Steigungsachse, und ein äußerer Rolldrehfeldgeber 451 die Drehung des äuiüeren Tragringes 416 um die äußere Rollachse. Eine nähere B.esci/ui!wng einer Plattform mit vier Achsen ist der US-Patentschrift 2 949 7&5 zu entnehmen.

In Verbindung mit !ig«, 71äßt sich die Art und Weise, in der das Plattformsystem gemäß der Erfindung arbeitet, noch besser entnehmen; diese Fig. zeigt ein Trägheitsnavigationsplattformsystem iemäii der Erfindung«. In Pig. 7 sind sowohl die elektronischen als aucn die mechanischen Verbindungen gezeigt, wo sie für die Becchreibunt, der Wirkungsweise des Systems zweckmäßig sind. Das 3;*o"uer;. enthält ein stabiles Element 500, auf welchem erste und Kv.eire Vitrarotorkreisel 501 und 502 befestigt sind, die die Lage. der X- Z- unu X- Y-Achsen des stabilen Elementes 500 bestimmen.

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Ferner sind auf dem stabilen Element 500 drei Beschleunigungsmesser 504, 505 und 506 angebracht. Jeder Beschleunigungsmesser . mißt die Beschleunigung in einer bestimmten Richtung gegenüber einer Anfangsstellung des stabilen Elementes 500 und ergibt einen Ausgang, der diese spezielle Beschleunigung darstellt. Die Ausgangssignale, die yon den Beschleunigungsmessern 5ü4, 505 und 506 erzeugt werden,, werden über Leiter (die durch die Strompfade 508, 509 und 510 dargestellt sind) an eine Steuer- und Anzeigestelle 503, z.B. einen Sechner, gegeben, der die zur Bestimmung des zurückgelegten Abstandes und anderer Faktoren in Bezug auf das Fahrzeug, auf dem die Beschleunigungsmesser angebracht sind, notwendigen Berechnungen durchführt.

Jeder Vibrarotorkreisel 501 und 502 besitzt eine Abfühlanordnung, wie sie z.B. in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben ist, um eine Information abzuleiten, die die Vibrationsbewegung des Trägheitsringes betrifft. Die Abfühlanordnungen erzeugen Signale, die über Leiter 511 und 512 auf zwei übliche Wechselstromverstärker 514 urid 515 übertragen werden. Nach der Verstärkung werden die Abfühlsigna-Ie auf eine Vielzahl von Demodulatoren gegeben, in denen Bestandteile erzeugt werden, die die Größe der tfinkelverschiebungen um bestimmte Kecrdinatenaciiser.' angeben. Die I'aktgebersignale aus den

werden

Vibrarotorkreiseln 5ü1 und 5ü2/über Leiter -jOl und 515 auf Phasenschieber 518 und 51^ gegeben, deren 3 ed er ein Paar von !aktge'oersignalen erzeugt , die um 90° in ihrer Phasenlage gegeneinander verschooen sind»

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Ka die X- Komponente dee Abfühlsignales, die von dem Vibrarotorkreisel 501 erzeugt worden ist, in bezug auf das vom Vibrarotorkreisel 502'erzeugte überzählig ist, wird ersteres von dem Demodulator 517 abgeleitet und direkt in die X-Drehmomentanordnung'; zurückgeführt, damit der Vibrarotorkreiael 501 in seiner X-Drehung dem stabilen Element 500 untergeordnet wird»" Auf äieae Weise wird das stabile Element 500 in der X-Drehung vollständig von dem Vibrarotorkreisel 502 gesteuert. Da die Tibrarotorkreisel 501 und 502 die Stellung des stabilen Elementes 500 definieren, kann das X-Komponentensignal in den Vibrarotorkreisel 501 ohne jede Phasenverschiebung zurückgeführt werden, damit si© dem stabilen Element 500 untergeordnet wird. Daa Signal aus dem Verstärker 514 wird auch auf einen Demodulator- und Azimuth- Servoverstärker 525 übertragen, der die Komponente|äer Azimuth- Information, das ist die Z- Komponente, ergibt, und diese Information zur Betätigung der Azimuth- Drehvorrichtung 435 überträgt. Wenigstens eine der gehäusebezogene'n Achsen der Vibrarotorkreisel 501 und 502 ist mit dem Azimuth der Plattform so ausgerichtet, daw die phasenverschobenen Taktgebersignale, die von den Phasenschieber 51b erzeugt werden, keine zusätzliche Phasenverschiebung annenmen müssen.

Andererseits sind die X- und Y- Koordinaten der Tragbügel mit dem i'aiirzeug ausgerichtet und verändern sich damit, während die X- und Y- Koordinaten des stabilen Elementes 500 im Trägheitsraum' starr bleiben (oder in bezug auf die Vertikalstelle und die Nord-

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müssen Süd- sowie Ost- West- Achse starr sind). Somii/äie χ- Kemponenten- und T- Komponentensignale, die in bezug auf das Koerdinatensystem des stabilen Elementes abgeleitet werden, um den Azimuthwinkel phasenverschoben sein, bevor sie in das Kardansystem eingeführt werden. Um dies zu erreichen, werden die phasenverschobenen Taktgebersignale des Phasenschiebers 519 in einen Auflöser 521 (der in Terbindung mit Hg. 4 beschriebenen Art z.B. ) gegeben» der ein Paar Primärwicklungen aufweist, iie rechtwinklig zueinander angeordnet sind, sowie umlaufende Sekundärwicklungen besitzt_} äie ebenfalls im rechten Winkel zueinander angeordnet sind, wobei die Stellung der Sekundärwicklungen mechanisch durch den Ajrt.mmtfctragbügel des stabilen Elementes 500 gesteuert wird«

Die phasenverschobenen Taktgebersignale» die von dem Auflöser 521 erzeugt werden, werden direkt einem Demodulator und Steigungsservoverstärker 523 und einem Demodulator und ^nnenroll- Servoverstärker 524 aufgegeben. Die Demodulator- Servoverstärker 523 und 524 arbeiten in der Weise, daß sie Ausgangssignale zur Steuerung der Dreheinrichtungen 440 und 437 erzeugen, welche den Steigungs- und Innenrolltragbügeln entsprechend zugeordnet sind. Schließlich wird ein Signal von einem Innenroll- Drehfeldgeber 522 erzeugt, der die Stellung des Innenroll- Tragbügels anzeigt. Dieses Signal wird auf einen Außenroll- Servoverstärker 526 übertragen, damit ein Signal zur Betätigung der Außenroll- Drehvorrichtung 442 erzeugt wird, damit dieser in die entsprechende Stellung gebracht wird, so daß eine Tragringsperrung nicht auftritt. Das Verfahren der Rückkopplurg

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zwischen Innenfoll- und Außenroll- Eragbügel ist in der oben erwähnten US-?atentschrift 2 949 7Ö5 erläutert.

Wie geetriohelt dargestellt, sind mit dem Außenroll- Tragbügel, dem Steigungs- Sragbügel und dem Azimuth- Tragbügel Drehfeldgeber 530, 531 und 532 zugeordnet, die Ausgangssignale erzeugen, welche die Plattformrollung, Steigung und Einhaltung des Steuerkurses in an sioh bekannter Weiee darstellen. Diese Signale werden direkt auf die zugeordnete Steuer- und Anzeigestelle 503 übertragen, wo sie dazu verwendet werden, den vorhandenen Lage- und Richtungs-Steuerkurs anzuzeigen.

Die ursprüngliche Stellung des stabilen Elementes 500 und alle Änderungen der Stellung, die aufgrund des Betriebes in der senkrechten Ortsbetriebaweise (local vertical mode) erforderlich sind, werden von Signalen gesteuert» di^i! ·<*οη -'^;- " Stelle 503 direkt auf die einzelnen X-, Y- und Z-Drehmomeritan: , .-■,.· i-v." Yibrarotorkreisei 501 und 502 über Leiter 537, 533 und "5"5'-i übertragen werden· Da alle Drehmomentanordnungen gehäusebezogen sind, ist kein Drehmoment auflöser für jeden Tibrarotorkreisel 501 und 502 erforderlich wie öereits erläutert.

äs Vann eine S?emperatur abführvorrichtung 542 aui dem stabilen jüleir.ent 500 angeordnet sein, um Signale in ei-ne Temperatursteuerv'oriichxmii: 543 zu übertragen. JuIe Vorrichtung 543 kann von üb- Iti-^T Äusführun-.sform sein und ein Heizelement 544 be auf schlagen, ;:β":1ί die Temperatur des Elementes 5^C etwa konstant bleibt, und

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damit die Notwendigkeit für ein genaues Anpassen der lemperaturausdehnungskoeffizienten innerhalb der Vibrarotorkreisel 501 und 502 entfällt. Auch, läßt sich eine stoßsichere Befestigung, die auoh eine Drehbewegung sperrt, in.Verbindung mit dem in !ig« 6 gezeigten Plattformsystem anwenden, um äußere Vibrationen bei der Eigenfrequenz des Rotors und der Harmonischen zu dämpfen. Diese Befestigungen sind bekannt, sie werden zwischen Plattform und fahrzeug angeordnet und dämpfen mechanisch jede Vibration, die ⁼ während des Betriebes des Systems auftreten kann.

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Claims (1)

1. ■ -33-L/p 4429 W/We 21· 7.65

   Pate nt ansprüche

   1. Trägheitsgerät, gekennzeichnet durch einen Rahmen, ein Trägheitselement, das in bezug auf diesen Rahmen um eine erste Achse drehbar ist, wobei das Trägheitselement eine Vibrationsbewegung um eine zweite Achse ausführen kann, welche in bezug auf die erste Achse im Winkel angeordnet ist, eine Vorrichtung zum Drehen des · Trägheitselementes um die erste Achse mit einer vorgewählten Rotationsfreq_uenz, eine Abfühlvorrichtung, die in bezug auf den Rahmen stationär ist und auf eine Vibrationsbewegung des umlaufenden Trägheitselementes zur Erzeugung von Abfühlsignalen anspricht, die die Vibrationsbewegung darstellen, und eine Drehmomentanordnung die in bezug auf den Rahmen stationär ist,-um einen Satz von Bezugsachsen auszubilden, welche starr in bezug auf den Rahmen sind, und um einzelne Drehmomentkräfte direkt dem umlaufenden Trägheitselement über diese Bezugsachsen zuzuführen«

   Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Einschließen des Trägheits element es in eine gesteuerte Atmo ■<— Sphäre vorgesehen ist.

   Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesteuerte Atmosphäre ein Vakuum ist und daß die Abfühlvorrichtung und die Drehmomentanordnung aui der Vorrichtung zum Einschließen des Trägheitselementes befestigt sind.

   4. Trä.Jaeitssystem, gekennzeichnet durch einen Rahmen, ein Trägheitselement, das in bezug auf den Rahmen um eine erste Achse drehbar

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   BAD ORiGtNAL

   ^M^mk- f rilPiieii^

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   iat_r wobei daa !Dr äghei ta element eine Vibrationsbewegung um eine , zweite Achae etwa aenkrecht zur ersten Acbae ausführen kann_r eine - ; Vorrichtung zum. Drehen des Irägheitaelementes um die erste Achse mit einer vorgewählten !Rotationsfrequenz,, ein» Abführvorrichtung* die in bezug auf den Eahmen stationär ist und auf eine Vibrations— bewegung des umlaufenden Irägheitselementes anspricht _t. um Abfühlsignale zu erzeugen, die der Tibrationsbewegung entsprechen, eine Drehmomentanordnung, die stationär in bezug auf den Eahmen ist . und Drehkräfte direkt auf das umlaufende irägheitselement aufbringt, und eine mit der Abführvorrichtung gekoppelte und auf die Abfühl- -: signale zur Ableitung der Steilungsinforaationeaignale ansprechen— v de Vorrichtung, die Mittel zur Erzeugung von (Daktgebersignalen ■ aufweist, welche eine Frequenz besitzen, die etwa gleich der Summe der gewählten Frequenz und der Yibrationafrequanz des !Trägheitselementes ist."

   5. System nach Anspruch 4· dadurch gekennzeichnet, daß die mit der

   Abfühlvorrichtung gekoppelte Vorrichtung Mittel zur Aufnahme der - ..--

   Abfühlsignale und der Taktgebersignale und zur Ableitung der . - '

   Stellungsinformationseignale von dort aufweist» - _: ■""""

   6.. Trägheitsgerät, gekennzeichnet durch einen Hahmen, eine in diesem

   Rahmen angeordnete und relativ zum Rahmen um eine erste,, starr im Rahmen befestigte Achse drehbare Torrichtung, ein Irägheits- :

   element, das gegen Drehung im Bauteil festgehalten wird und eine '

   copy

   hL

   ■ ■'""■* ' yibräiii 0 ns bewegung um eine zweite A,ciise, die in dem. Bauteil starr · ' '.-.- und etwa senkrecht zur ersten Achse angeordnet ist, ausführen kann, eine Abführvorrichtung, die stationär relativ zum Rahmen angeord-' net ist und auf die Vibrationsbewegung des umlaufenden Irägheits- . elementes anspricht, um Abfühlsignale zu erzeugen, die die Vibrationsbewegung darstellen,* eine stationäre Drehmomentanordnung, die auf das Anlegen von Gleichstromsignalen anspricht, um Drehkräfte direkt auf das rotierende ü?rägheitselement aufzubringen, und eine Vorrichtung zum' Anlegen von elektrischen Drehmomentsignalen an die stationäre Drehmomentanordnung.

   ο Iräglieitssysteti:, gekennzeichnet durch einen Rahmen, einen in bezug • auf diesen drehbaren 2räghei*sring, eine Antriebsvorrichtung, die mit dem Rahmen befestigx ia"ü um 2 in är .hbares Antriebs gehäuse enthält, um den Trägheitsring mit einer Tcr,^=-J.ihlt.en IPrequenz um eine erste Aohse zu drehen, wobei der SJrägheitaring durch. !Eorsionswirkung mit dem Motorgehäuse gekoppelt ist und eine Vibrationsbewegung um eine zweite Achse etwa orthogonal zur ersten Achse ausführen kann, eine stationäre Abfüllvorrichtung, die auf die Vibrationsbewegung des umlaufenden Trägheitsringes anspricht, um Abfühlsignale zu erzeugen, die die "Vibrationsbewegung darstellen, und eine stationäre Drehmomentanordnung, die die Drehkräfte dem umlaufenden Trägheitsring aufgibt» - .

   b. Trägheitssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine. Anordnung Tsktgebersignale. mit einer Frequenz erzeugt, die etwa

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   COPY₁. .

   . L.L 1

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   der doppelten vorgewählten Frequenz entspricht, und daß eine Vorriohtung die Abfühlaignale und die Taktgebersignale aufnimmt und StellungBinformationaeignale daraus ableitet.

   9. Trägheitssystem, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, ein relativ zum Gehäuse um eine erste Achse mit einer vorgewählten Brequenz drehbares Bauteil, einen Trägheitsring, der duroh Torsionswirkung koaxial mit dem Bauteil befestigt und gegen Dreh-ung mit diesem gesperrt ist, wobei der Trägheitsring von dem Gehäuse eingeschlossen wird und eine Resonanz-Vibrationsfrequenz um eine zweite Achse etwa orthogonal zur ersten Achse aufweist, während die Resonanzfrequenz etwa gleich der vorgewählten Frequenz ist, eine Abführvorrichtung, die auf dem Gehäuse befestigt ist und auf die Vibrationsbewegung des Trägheitsringes zur Erzeugung von Abfühlsignalen anspricht, die die Vibrationsbewegung darstellen, wobei die Abfühlsignale eine Frequenz aufweisen, die etwa doppelt so groß ist wie die vorgewählte Frequenz, eine Drehmoment anordnung, die Drehmoiienteinrich- tungen aufweist, welche auf dem Gehäuse befestigt sind und einen starren Satz von orthogonalen Bezugsachsen ausbilden, damit einzelne Drehkräfte um die Bezugsachse dem umlaufenden Trägheitselement aufgegeben werden, eine Taktgebervorrichtung, die auf dem Gehäuse befestigt ist und Taktgeoersignaie mit einer Frequenz erzeugt, die etwa gleich der Frequenz der Abfühlsignale ist, und eine Vorrichtung zur Aufnahme der Taktgebersignale und der Aßfühlsignale um Stellungsini"crmationosignale daraus abzuleiten.

   10. Trägheitssystem, gekennzeichnet durch ein Trägheitselement, eine Vorrichtung, um das Trägheitselement ix i ΐ oir.er vorgewählten Frequenz um eine erste Achse zu rotieren, wobei dss TrägheiLsele-

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   ment eine Vibrationsbewegung um eine zweite Achse ausführen kann, die im Winkel gegenüber der ersten Achse versetzt ist, eine Abfühlvorrichtung, die auf die Vibratianebewegung des umlaufenden Trägheitselementes anspricht, um Abfühlsignale zu erzeugen, die die Vibrationsbewegung darstellen, eine Vorrichtung, die Drehkräfte in Abhängigkeit von den Abfühlsignalen direkt dem Trägheitselement aufgibt, um die Vibrationsbewegung dauernd etwa auf Null zu halten, und eine Vorrichtung, die die Abfühleignale zur Ableitung von Stellungsinformationssignalen aufnimmt.

   11. Trägheitssystem nach Anspruch 10. daduroh gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Aufbringen von Drehkräften stationäre Drehmomentanordnungen aufweist, um einen Satz von Bezugsaohsen festzulegen und um einzelne Drehkräfte direkt dem Trägheitselement um die Bezugsachsen aufzugeben, damit die Vibrationsbewegung gesteuert wird.

   12.Trägheitsgerät, gekennzeichnet durch ein Trägheitselement, eine Vorrichtung,um das Trägheitselement um eine erste Achse zu rotieren, wobei das Trägheitselement eine Vibrationsbewegung um eine zweite Achse ausführen kann, die im Winkel in bezug auf die erste Achse verläuft, eine Abfüllvorrichtung, die auf die Vibrationsbewegung des umlautenden Trägheitselementes anspricht, um Abfühlsignale zu erzeugen, die die Vibrationsbewegung darstellen, eine Drehmomentanordnun^, die Drehkräfte direkt dem umlaufenden Trägheitselement aufgibt, eine Taktgebervorrichtung, die Taktgebersignale mit einer Frequenz erzeugt, die etwa gleich der Frequenz der Abfühlsignale

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   ist, wobei die Taktgebervorriehtung Mittel zur Ausbildung eines magnetischen iFlußpfades mit einem Bereich, eich ändernden magnetischen Widerstandes ausbildet und eine Einrichtung.enthält, die in bezug auf den Bereich mit einer vorgewählten fxeq.uenz zur period!-*

   '^: sohen Inderung des magnetischen Widerstandes in Schwingungen ver-

   setzt werden kann und eine Verrichtung zur Aufnahme der Taktgeber-

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   • signale und Abfühlsignale, um Stellungsinformationssignale von dort abzuleiten.

   :·5· Trägheitsgerät naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Oszillationsvorrichtung einen Kreisring aufweist, der um einen vom Symmetriemittelpunkt abweichenden Binkt rotiert.

   4. Trägheitsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennsieiohnet, da§ die Drehkräfte aufgebende Vorrichtung eine Einrichtung zur Erzeugung ·> zweier entgegengesetzt gerichteter Magnetfelder aufweist, die von

   Ψ etwa der gleichen Stelle im Baum ausgehen, und daß eine das Feld ' ändernde Vorrichtung gleichzeitig die feldstärke eines der entgegengesetzt gerichteten Magnetfelder verstärkt und die feldstärke des anderen der entgegengesetzt gerichteten Magnetfelder schwäoht.

   fm Trägheitsaystem naoh Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Magnetfelder eine E-fÖrmige Gestalt aufweist, und daß die entgegengesetzt gerichteten magnetischen

   *
   !Felder/dem mittleren und den äußeren Schenkeln bestehen.

   * zwischen

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   16» Träghsitssystem nach Anspruoh 15» dadurch gekennzeichnet, daß die . das Feld ändernde Vorrichtung gleichzeitig dem Magnetfeld in dem . einen äußeren Schenkel der I-förmigen Ausbildung entgegenwirkt und das magnetische leid in dem anderen äußeren Schenkel der B-■ förmigen Ausbildung verstärkt»

   17» Trägheitssystem, gekennzeichnet durch einen Rahmen, ein Paar am Rahmen befestigter Vibrationsrotorkreisel, deren ;jeder ein Trägheitselement, eine Vorrichtung, um das Trägheitselement mit einer vorgegebenen Frequenz um eine erste im Rahmen starr vorgesehene Achse zu rotieren und eine Abführvorrichtung aufweist, die auf die Vibrationsbewegung des umlaufenden Trägheitselementes an spricht und in bezug auf den Rahmen stationär ist, um AbfühlsignaQ zu erzeugen, die die Vibrationsbewegung darstellen, eine Drehmo- mentanordnung, die Drehmomentei.nrichturfen aufweist, welche jedem Kreisel zugeordnet und "stationär in bivi,_b αί den Rahmen angeordne sind, damit Drehkräfte aufgebracht werden, 3ie das Trägheitselemer um vorgewählte Achsen drehen, und eine Vorrichtung, die die Abfühlsignale der Kreisel zur Ableitung von Stellungsiniormations-Signalen aufnimmt.

   13. Trägheitssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daii die Lren^onienteiiiricjitun^en der Kreisel einen Satz von drei-gegenseitig senkrecht aufeinander steinenden Koordinatenachsen darstellen, uii: die Stellung der Kreisel zu bestimmen und einzelne Drehkranke dir.iKt äUi äie Trä^ht-i ta elemente um jede der Achsen des outi.es. vox: drei Achser, aufzugeben.

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   19· Trägheitssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen relativ zu B©iner Umgebung drehbar ist und daß die Dreh- ·■ momentanordnung ferner eine Vorrichtung aufweist, die auf die abgeleiteten Stellungsinformationssignale ansprioht, um den Eahmen in Drehung zu versetzen und die Stellung der ersten Achsen der Kreisel gu verändern.

   20. TrägheitssyBtem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomenteinrichtungen laufend die Vibrationsbewegung des Trägheitselementes in Abhängigkeit von den abgeleiteten Stellungsinfo'rmationssignalen etwa auf Null bringen»

   .21. Trägheitsgerät, gekennzeichnet durch ein Trägheitselement, eine Vorrichtung, um das Trägheitselement um eine erste Achse zu rotieren» wobei das Trägheitselement eine Vibrationsbewegung um eine zweite-Achse ausführen kann, die im Winkel in bezug auf die erste Achse verläuft, eine Abfüllvorrichtung, die auf die Vibrationsbewegung des umlaufenden Trägheitselementes anspricht, um Abfühlsignale zu erzeugen, die die Vibrationsbewegung darstellen, und eine Vorrichtung, die die Abfühlsignale aufnehmen kann, damit Drehkräfte ir. Abhängigkeit öavon direkt dem Trägheitselement aufgegeben werden können, um die Vibrationsbewegung laufend etwa auf den Wert EuIl zu bringen.

   22ο Trä^heitsgeräu, gekenr.zeichnet durch einen Rahmen, ein elemer.t, das in Dezug auf den Rehmer, um eine erste Achse umläuft, wobei das Trägheitselement eine Vibrations bewegung um eine zweite

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   Ac3a.se ausfülaren kann, die im Winkel zur ersten Achse verläuft, eine Vorrichtung» um das Trägheitselement mit einer bestimmten Drehfrquenz um die erste Achse zu rotieren, eine Abführvorrichtung, die auf die Vibrationsbewegung des sich drehenden Trägheit©elementes anspricht und Abfühlsignale erzeugt, die die Tibrationsbewegung darstellen, und eine Drehmomentanordnung, dis" im bezug auf den Rahmen stationär ausgebildet ist und einen Satz von Bezugsaehsen festlegt, die relativ zum lahmen starr sind und die einzelne Drehkräfte direkt auf das umlaufende Trägheitselement um die Bezugsachsen aufbringt*

   23» Trägheitsgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dal eine Vorrichtung um die erste Achse angeordnet ist, die Taktgebersignale mit einer vorgewählten Amplitude erzeugt, wenn die zweite Achse etwa parallel zu den Ebenen verläuft, die durch die erste Achse und die Bezugsachsen ausgebildet werden, und daß eine Vorrichtung die Abfühlsignale und die Taktgebersignale aufnimmt und Stellungsinformationssignale von dort ableitet«

   24» Trägheitsgerät, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, ein Trägheitselement, das in diesem G-ehäuse angeordent und· in bezug auf das Gehäuse um eine erste, im Gehäuse vorgesehene Achse drehbar ist, wobei das Trägheitselement gegen Drehkräfte einschließlich Drehungen des Gehäuses um Achsen, die von der ersten Achse verschieden SiL₁O, und empfindlich ist und darauf mit Hilfe einer Vibrationsbewe^ung um eine zweite Achse anspricht, die in dem Trägheitselement

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   und senkrecht zu der ersten Achse angeordnet ist, daß eine Vorrichtung das Trägheitselement um die erste Achse mit einer vqgewählten Drehfrequenz rotiert, daß eine Vorrichtung stationär in zug auf das Gehäuse angeordnet ist und auf die VJ.brationsbewegung ] dtf umlaufenden Trägheits element es anspricht, el »mit Abfühlsignale |f erzeugt werden, die die Größe Äer Vibratlonebettgang und die "'-. frequenz der Drehung wif de? Vibration des Trä.gheitselementes anzeigen, und daß eine Drehmomentanordnung stationär in bezug auf das Gehäuse ausgebildet 1st, um einen Satz von Beeftgeachsen festzulegen, die starr mit dem Gehäuse verbunden sin4, und um einzelne -" Drehkräfte direkt dem umlaufenden. Trägheitselement um die Bezugs- ¥ aehsen zuzuführen. ;.

   ψ^ Trägheitsgerät, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, ein Trägheitsv element, das in besug auf das Gehäuse um eine trete, starr im ^ Gehäuse vorgesehene Aohoe drehbar ist, wobei äae Trägheitselement eine vorgewählte Vibrationsfrequenz aufweist unö eine Vibrations- ^:'*' bewegung um eine zweite, im Winkel gegenüber der ersten Achse ver-8«"late zweite Achse ausführen kann, «ine Vorrichtung, umfäas Trägheitselement um die erste Achse mit einer vorgewählten Rotationsfiequenz zu rotieren, wobei die Drehfrequenz und die Vibrationsfrequenz gleich sind, eine oder mehrere Abführvorrichtung^³²die auf ■^? ämw. Gehäuse in unmittelbarer Fähe des Trägheiteringes angeordnet sind und auf die Vibrationsbewegung des Trägheiteelementes aneprtohen, damit Abfühlsignale erzeugt werden, die die Größe der Vibrationsbewegung anzeigen und eine frequenz etwa gleich der

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   doppelten. Hotattonsfrequenz aufweisen, ein oder mehrere Taktgeberge neratoren zur Urzeugung von Taktgebersignalen mit eine* 3?a*equenz, die etwa gleich der doppelten lotationsfrequenz ist, und eine Vorrichtung zur A^fnahite der Taktgeberaignale und der Abfühlsignale und zur Ableitung der Stellungsinformationssignale von dort.

   26, Trägheitsgerät nach Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet, daß die Abfühlanordnungen 45° gegeneinander versetzt um die erste Achse angeordnet aind und Abfühlsignale erzeugen, die in der Phasenlage gegeneinander um ein ganzzahliges Tielfaches von 90° versetzt sind.

   27. Trägheitsgerät nach Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet, daß die Taktgebergeneratoren um 45°g'egeneinander um die erste Achse versetzt sind, damit Taktgefcersignalu sxv,.; ί veiäeii, die in der Phase·gegeneinander um ein ganzzahliges VMfaches vcr> 90° versetzt sind»

   2b. Trägheit ε syst em, gekennzeichnet durcn ein Trägiieitselement, eine Vorrichtung zum Drehen des Trägheitselementes mit einer vorgewänlten Frequenz K um eine erste Achse, wobei das Trägheitselement eine Vibration bei einer Frequenz etwa gleich öer Hotationsirequenz i\ um eine zweite Achse ausführen kann, die in; Winkel ge_r:eii die erste Acetic versetzt ist, eine Abfü.alanordnun_f;, die im Qe{enr,t>tz zur Rotatior des Trägheitselementes stationär ist und auf Vibrationen zur Erzeugung von Abiüiilsignalen anspricht, die

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   diese Tibrationen darstellen und eine Frequenz von etwa 2Έ auf- ₍ .■ weisen, eine Vorrichtung zur Bildung von Taktgebersignalen mit einer Frequenz von etwa 2H, und eine Vorrichtung zur Aufnahme der Abfühlsignale und Taktgebersignale vom Wert 2N und zur Erzeugung von Gleichstrom-Stellungsinformationssignalen.

   29. Trägheitssystem nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Phasenschieberanordnung, die die. Taktgebersignale der Frequenz 2U aufnimmt, damit zwei Taktgebersignale der Frequenz 2Έ , die gegeneinander um 90 in der Phase verschoben sind,erzeugt werden.

   30. Trägheitssystem nach Anspruch 28, gekennzeichnet durch eine Filteranordnung, die nur Signale der Frequenz 2 N durchläßt»

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