DE1498042B2

DE1498042B2 - GYRO ARRANGEMENT FOR VEHICLES

Info

Publication number: DE1498042B2
Application number: DE19651498042
Authority: DE
Inventors: Heinz 6900 Heidelberg. GOIc 19-42 Riethmüller
Original assignee: Teldix GmbH
Current assignee: Rockwell Collins Deutschland GmbH
Priority date: 1965-05-14
Filing date: 1965-05-14
Publication date: 1972-11-23
Also published as: DE1498042A1

Description

«a = <x_s + (O₁ — δ₂) . «A = <x _s + (O ₁ - δ ₂ ).

Die Erfindung betrifft eine Kreiselanordnung für 40The invention relates to a gyro arrangement for 40

ein Fahrzeug, bestehend aus einem lotgestütztem Die Kursanzeige ist also nicht wie bei dem vorhera vehicle, consisting of a plumb-supported The course display is not like the one before

Kurskreisel und einem den Kurskreisel korrigieren- beschriebenen Abgleich in Horizontalstellung desCourse gyro and a correcting the course gyro-described adjustment in the horizontal position of the

den nordsuchenden Kreiselgerät, das zwei um eine Fahrzeuges auf <x_s korrigiert worden, sondern bleibtthe north-looking gyro device, which has been corrected by _{one vehicle to <x s, but remains}

gemeinsame Hochachse drehbar ineinander gelagerte während der Weiterfahrt mit der Kardanfehlerdiffe-common vertical axis rotatably nested while continuing to travel with the cardan error difference

Rahmen aufweist, bei dem das Kreiselelement in dem 45 renz (O₂-O₁) behaftet.Has frame in which the gyroscopic element is affected in the 45 renz (O ₂ -O ₁ ) .

inneren Rahmen mit zur Hochachse senkrecht ste- Diese Kardanfehlerdifferenz ist zufallsbedingt, weil hender Drallachse gelagert ist und bei dem der au- zwei Bestimmungsgrößen für die einzelnen Kardanßere Rahmen mittels eines Servomotors um die Hoch- fehler O₁ und <5₂ auf Grund der praktischen Vorausachse gegenüber dem fahrzeugfesten Kreiselgehäuse Setzungen von der zufälligen Stellung des Fahrzeuges nachgedreht wird. 50 beim Einordnen abhängen, nämlich erstens der Win-inner frame with perpendicular to the vertical axis This cardan error difference is due to chance, because the twist axis is supported and in which the two determinants for the individual cardan outer frame by means of a servo motor around the high errors O ₁ and <5 ₂ due to the practical front axis compared to the vehicle-mounted gyro housing settlements from the random position of the vehicle is rotated. 50 depend on filing, namely first of all the win-

Bei einer derartigen Kreiselanordnung wird wäh- kel der beiden Kardanachsenkreuze zueinander und rend eines Fahrzeughaltes mittels des nordsuchenden zweitens der Winkel der horizontalen Neigungsachse Kreiselgerätes zunächst die Nordrichtung bestimmt. zu den beiden Kardanachsenkreuzen. Die erste Be-Die Drallachse des lotgestützten Kurskreisels behält Stimmungsgröße hängt vom Fahrzeugkurs ab, weil auch bei Fahrzeugfahrt ihre einmal eingenommene 55 das Kardanachsenkreuz des nordsuchenden Kreisels Lage im wesentlichen bei, so daß aus der während fahrzeugfest orientiert, das des Kurskreisels hingegen des Fahrzeughaltes ermittelten Ausrichtung von Kurs- erdfest orientiert ist. Die zweite Bestimmungsgröße kreisel zum nordsuchenden Kreisel der Kurs des hängt vom Winkel der horizontalen Neigungsachse Fahrzeuges bestimmt werden kann. Es ist jedoch von zur Fahrzeuglängsachse ab. Außerdem ist die dritte entscheidender Bedeutung für die Genauigkeit der 60 Bestimmungsgröße, nämlich der Neigungswinkel, zu-Kreiselanordnung, daß bei der Ausrichtung des Kurs- fallsbedingt. Es ergeben sich also bei jedem Nordkreisels Fehler vermieden werden. suchvorgang, der an einem anderen Ort vorgenom-With such a gyro arrangement, the angle of the two cardan axes crosses with respect to one another is and End of a vehicle stop by means of the north-looking second, the angle of the horizontal axis of inclination Gyro initially determined the north direction. to the two cardan axis crosses. The first Be-Die The spin axis of the perpendicular-based course gyro maintains the mood depends on the vehicle course because even when driving the vehicle, the cardan axis cross of the roundabout looking to the north was taken once Position essentially at, so that from the during vehicle-fixed orientation, that of the course gyro, however the orientation determined by the vehicle stop is oriented towards fixed-to-earth. The second determinant gyro to the north-looking gyro the course of the depends on the angle of the horizontal axis of inclination Vehicle can be determined. However, it is down to the vehicle's longitudinal axis. Also is the third decisive importance for the accuracy of the 60 determinant, namely the angle of inclination, to-gyro arrangement, that depends on the orientation of the course. So it results at every north roundabout Mistakes are avoided. search that was carried out in a different location

Werden Kurskreisel und nordsuchender Kreisel men wird, unterschiedliche Einzelfehler O₁ und d._r If course gyro and north-looking gyro are men, different individual errors O ₁ and d. _r

mittels Kardangelenken in dem Fahrzeug angeordnet, Mag auch fallweise einer der Fehler verschwinden,arranged in the vehicle by means of cardan joints, one of the errors may also disappear on a case-by-case basis,

so treten bei Schrägstellung des Fahrzeuges bekannt- 65 so sind sie doch außer wenigen bevorzugten Fahr-so, when the vehicle is tilted, they are known to occur 65 apart from a few preferred driving

lich Kardanfehler auf, so daß eine Ausrichtung nur zeugkursen nie gleich groß und gleichgerichtet,Lich cardan errors on, so that an alignment only tool courses never the same size and in the same direction,

bei waagerecht stehendem Fahrzeug durchgeführt Zur Vermeidung von Kardanfehlern sind bei einercarried out with the vehicle standing horizontally To avoid cardan errors, one

werden darf. aus der britischen Patentschrift 925 219 bekanntenmay be. known from British patent specification 925 219

Kreiselanordnung zwei gleiche Kurskreisel und ein Führungssystem, wie beispielsweise ein Magnetkompaß, vorgesehen. Bei dieser Anordnung wird zunächst ein Kurskreisel mittels des Führungssystems auf Nord ausgerichtet und anschließend der zweite Kurskreisel derart ausgerichtet, daß seine Drallachse senkrecht zur Drallachse des ersten Kurskreisels verläuft. Aus den Stellungssignalen der beiden Kreisel wird der Mittelwert gebildet, welcher mittels Servoantrieb zur Anzeige gebracht wird. Diese Anordnung ist jedoch wegen des zweiten Kurskreisels und der sonstigen Nachführ- und Servoeinrichtungen recht aufwendig und erfordert auch einen erheblichen Platz- und Gewichtsbedarf. Gyro arrangement two identical course gyroscopes and a guidance system, such as a magnetic compass, intended. With this arrangement, a course gyro is first of all to the north by means of the guidance system aligned and then aligned the second course gyro in such a way that its spin axis is perpendicular runs to the spin axis of the first course gyro. The position signals from the two gyroscopes become the Average value is formed, which is displayed by means of a servo drive. However, this arrangement is quite expensive because of the second course gyro and the other tracking and servo devices and also requires a considerable amount of space and weight.

Es ist weiterhin bekannt, Kardanfehler durch besonders konstruierte Kardangelenke, zu vermeiden. So wird in der VDI-Zeitschrift, Bd. 93, Nr. 26, 11. September 1951, S. 836 bis 842, eine Anordnung beschrieben, bei welcher mehrere zweiachsige Kardangelenke ineinandergeschaltet sind. Damit kann erreicht werden, daß Winkel fehlerfrei von einer Welle über das Kardangelenk auf die andere Welle übertragen werden. Ein solches Gelenk ist allerdings wegen seines komplizierten geometrischen Aufbaues äußerst schwierig herzustellen.It is also known to avoid cardan errors by means of specially designed cardan joints. For example, in the VDI-Zeitschrift, Vol. 93, No. 26, September 11, 1951, pp. 836 to 842, an arrangement is made described in which several biaxial universal joints are interconnected. So can can be achieved that angle error-free from one shaft via the universal joint to the other shaft be transmitted. Such a joint is, however, because of its complicated geometric structure extremely difficult to manufacture.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und eine einfache Kreiselanordnung zu schaffen, bei welcher der Kardanfehler kompensiert wird.The present invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages mentioned and to provide a simple gyro arrangement in which the gimbal error is compensated for.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise der äußere Rahmen mittels eines Kardangelenkes an einer in dem fahrzeugfesten Gehäuse gelagerten und durch den Servomotor drehbaren Hochachse aufgehängt ist, so daß das Gelenkzentrum und der Schwerpunkt des so gebildeten Pendels in der H'ochachse liegen, und daß eine Nachführeinrichtung vorgesehen ist, die nach Einlauf des nordsuchenden Kreisels auf seine Sollstellung, in welcher dessen Drallachse und pendelfeste Kardangelenkachsen mittels einer elastischen Fesselung zueinander parallel ausgerichtet sind, den Kurskreisel um seine Hochachse, die in dem fahrzeugfesten Gehäuse parallel zur Hochachse des nordsuchenden Kreiselgerätes drehbar angeordnet ist, derart nachsteuert, daß die Drallachse des Kurskreisels parallel zur Kardangelenkachse und die lotgestützte Elevationsachse des Kurskreisels parallel zur fahrzeugfesten Kardangelenkachse liegen.According to the invention, this object is achieved in that, in a manner known per se, the outer frame by means of a universal joint on a mounted in the vehicle-fixed housing and through the Servomotor rotatable vertical axis is suspended so that the joint center and the center of gravity of the thus formed pendulum lie in the high axis, and that a tracking device is provided which after the north-looking roundabout has entered its target position, in which its spin axis and pendulum fixed Cardan axes are aligned parallel to each other by means of an elastic bond, the Course gyro around its vertical axis, which is in the vehicle-mounted housing parallel to the vertical axis of the person looking to the north Gyro device is rotatably arranged, readjusts such that the spin axis of the course gyro parallel to the cardan joint axis and the vertical-supported elevation axis of the course gyro parallel to the vehicle-fixed axis Cardan joint axis lie.

Mit der erfindungsgemäßen Kreiselanordnung wird einerseits durch die besonders günstige Aufhängung des nordsuchenden Kreiselgerätes und andererseits durch die bestimmte Ausrichtung der Spinachse des Kurskreisels gegenüber der pendelfesten Achse des Kardangelenkes ohne besonderen konstruktiven Mehraufwand der Kardanfehler vermieden. Zufallsbedingte Anzeigefehler bei Schrägstellung des Fahrzeuges, hervorgerufen durch die kardanische Aufhängung der beiden Kreiselgeräte, werden bei der vorliegenden Kreiselanordnung gleich groß sein, so daß sie sich gegeneinander aufheben. Dies wird erreicht durch ständige Parallelität der entsprechenden Achsen beider Kardane, d. h., bei jeder Stellung des Fahrzeuges und zu jeder Zeit muß ein Kardanachsenkreuz durch Parallelverschiebung zu sich selbst mit dem anderen Kardanachsenkreuz in Übereinstimmung gebracht werden können.With the gyro arrangement according to the invention, on the one hand, the particularly favorable suspension of the gyro device looking north and on the other hand by the specific orientation of the spin axis of the Course gyro compared to the pendulum-fixed axis of the universal joint without any special constructive Avoided overhead of cardan errors. Random display errors when the vehicle is tilted, caused by the cardanic suspension of the two gyroscopic devices, are in the present Gyro arrangement be the same size so that they cancel each other out. This is achieved through constant parallelism of the corresponding axes of both cardans, d. that is, in every position of the vehicle and at any time a cardan axis cross must be parallel to itself with the other cardan axes can be brought into agreement.

Tn der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung der Kreiselanordnung, wobei Kurskreisel und nordsuchendes Kreiselgerät auf einer gemeinsamen Platte angeordnet sind,The drawing shows an exemplary embodiment according to the present invention. It shows Fig. 1 is a schematic representation of the gyro arrangement, where the heading gyro and the gyro device looking to the north are arranged on a common plate are,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Neigungsebene eines Fahrzeuges, in dem die Kreiselanordnung eingebaut ist, . ... Fig. 3 und 4 die Kürsanzeigewerte (Ausgabewerte der Kreiselgeräte) vor und nach einem Korrektur-2 shows a perspective illustration of the plane of inclination of a vehicle in which the gyro arrangement is built in,. ... Figs. 3 and 4 show the free display values (output values of gyroscopes) before and after a correction

Vorgang, -. . ' :...:■■■Occurrence, -. . ': ...: ■■■

F i g. 5 ein weiteres detailliertes Ausführungsbeispiel des verwendeten nordsuchenden Kreiselgerätes, F i g. 6 ein gleiches in ein Fahrzeug eingebautes Gerät in kleinerem Maßstab. .■·..,:·F i g. 5 a further detailed embodiment of the gyro device used to search north, F i g. 6 shows the same device installed in a vehicle on a smaller scale. . ■ · ..,: ·

In Fig. 1 ist ein bekannter lotgestützter Kurskreisel 92 auf einem als Platte 70' ausgebildeten fahrzeugfesten Kreiselgehäuse schematisch dargestellt. Eine zu dieser Platte senkrechte Hochachse 85, an der eine Kursrose 86 befestigt ist, dreht sich in einem Lager 87. Die Kursrose ist an einer fahrzeugfesten Marke 88 ablesbar. Die Hochachse trägt weiter eine Kardangabel 89, in der um eine zur Platte stets parallele sogenannte Elevationsachse 90 ein Kurskreiselrahmen 91a drehbar ist. Senkrecht zur Elevationsachse verläuft.die Drallachse 91 des Kurskreisels 92. Der Kurskreisel hat in bekannter Weise eine Lotstützeinrichtung, die dafür sorgt, daß die Drallachse jederzeit horizontal steht und eine Driftkorrektureinrichtung, d. h. eine Einrichtung, welche an der Elevationsachse dauernd ein Drehmoment zur Wirkung bringt, wodurch der Kurskreisel derart präzediert, daß seine Erddrehdrift gerade kompensiert wird. Endlich kann vorausgesetzt werden, daß die Drallachse bei Inbetriebnahme des Kurskreisels nach Nord ge-In Fig. 1, a known plumb-supported course gyro 92 is shown schematically on a vehicle-mounted gyro housing designed as a plate 70 '. A vertical axis 85, which is perpendicular to this plate and to which a course rose 86 is attached, rotates in a bearing 87. The course rose can be read from a mark 88 fixed to the vehicle. The vertical axis also carries a cardan fork 89, in which a course gyro frame 91a can be rotated about a so-called elevation axis 90 which is always parallel to the plate. The spin axis 91 of the course gyro 92 runs perpendicular to the elevation axis. The course gyro has, in a known manner, a plumb support device which ensures that the spin axis is always horizontal, and a drift correction device, ie a device which continuously applies a torque to the elevation axis, whereby the course top precesses in such a way that its drift is just compensated for. Finally, it can be assumed that the spin axis will move north when the course gyro is put into operation.

richtet ist.is directed.

Auf der genannten Platte 70' ist weiterhin ein nordsuchendes Kreiselgerät 42 dargestellt. Eine Kardangelenkhälfte, nämlich eine Kardangabel 95, ist mittels einer Achse 96 in einem Lager 97 drehbar, wobei die Lagerachse senkrecht zur Platte 70' steht. Die Achse 96 trägt eine Kursrose 98. An der Kardangabel 95 hängt das Kardanachsenkreuz 99, 100. An der Kardanachse 100 hängt ein äußerer Kreiselrahmen 101. Der Kreisel ist mit 42, die Drallachse mit 56, der innere Rahmen mit 102, die Fesselfeder mit 103 und die Hochachse mit 104 bezeichnet. Letztere stellt sich in Lotrichtung ein. Die Federfesselung ist so justiert, daß in der Sollstellung die Drallachse 56 mit der Kardanachse 100 bei ruhendem Kreisel parallel steht. A gyro device 42 looking north is also shown on said plate 70 '. A cardan joint half, namely a cardan fork 95, can be rotated by means of an axis 96 in a bearing 97, the bearing axis being perpendicular to the plate 70 '. The axle 96 carries a compass rose 98. At the Kardangabel 95 depends on the Kardanachsenkreuz 99, 100. At the gimbal axis 100 depends on an external gimbal 101. The gyro is 42, the spin axis 56, the inner frame 102, the restraint spring 103 and the vertical axis is denoted by 104. The latter occurs in the perpendicular direction. The spring restraint is adjusted so that in the desired position the twist axis 56 is parallel to the cardan axis 100 when the top is at rest.

Im dargestellten Beispiel zeigen beide Achsen 56, 100 nach Nord und die Fahrzeugachse nach Ost. Dieser Fahrzeugkurs ist an einer Marke 105 ablesbar. Nach Abschluß des Nordungsvorganges zeigen auch bei anderem Fahrzeugkurs und beliebiger Schräglage die Kardanachse 100 und die Drallachse 91 des Kurskreisels horizontal nach Nord. Die beiden anderen Kardanachsen, nämlich die Achse 99 und die Elevationsachse 90 des Kurskreisels, liegen beide in Parallelebenen zur Platte 70'. Außerdem stehen sie auf ihrer jeweiligen Schwesterachse senkrecht. Die beiden Kardanachsenkreuze können also durch Parallelverschiebung zur Deckung gebracht werden. Ein Anzeigebeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 1 ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Fig. 3a bis 3d betrifft den nordsuchenden Kreisel mit seiner Kursrose 98 und Fig. 4a bis 4d den Kurskreisel mit seiner Kursrose 86. Bei Horizon-In the example shown, both axes 56, 100 point to the north and the vehicle axis to the east. This vehicle course can be read from a mark 105. After completion of the northing process, the cardan axis 100 and the spin axis 91 of the course gyro point horizontally to north, even with a different vehicle course and any inclination. The two other cardan axes, namely the axis 99 and the elevation axis 90 of the course gyro, both lie in planes parallel to the plate 70 '. In addition, they are perpendicular to their respective sister axis. The two cardan axis crosses can therefore be brought into congruence by parallel shifting. A display example of the arrangement according to the invention according to FIG. 1 is shown in FIGS. Fig. 3a to 3d relates to the north-looking roundabout with its course rose 98 and Fig. 4a to 4d the course roundabout with its course rose 86. With Horizon-

5 65 6

talstellung des Fahrzeuges, d.h. der Platte 70' und die pendelfeste Hochachse 33 gehen. Die Achsen-valley position of the vehicle, ie the plate 70 ' and the pendulum-fixed vertical axis 33 go. The axes-

(F i g. 3 a und 4 a), enthält die Anzeige des Kurskrei- bezeichnungen sind in F i g. 6 besser verständlich, da(F i g. 3 a and 4 a), contains the display of the course code names are in F i g. 6 better understandable there

sels den Fehler ε. Dieser kann durch Abgleich besei- dort im Gegensatz zu F i g. 1 die Gehäusemittelachsesels the error ε. In contrast to FIG. 1 the housing center axis

tigt werden. Bei Schrägstellung der Platte 70' ergeben 16 und die Hochachse 33 nicht zusammenfallen,be done. If the plate 70 'is inclined, 16 and the vertical axis 33 do not coincide,

sich die Anzeigen nach Fig.3b und 4b. S₁ und ö% 5 Die leitenden Verbindungen zwischen dem Gehäusethe displays according to Fig.3b and 4b. S ₁ and ö% 5 The conductive connections between the housing

sind nicht nur gleichgroß, sondern auch gleichgerich- und dem Pendel sind nur andeutungsweise gezeigt. Inare not only of the same size, but also in the same direction - and the pendulum are only indicated as a hint. In

tet. Durch den Abgleich, beispielsweise mittels einer einem Durchbruch 34 des Montagebodens ist eintet. As a result of the adjustment, for example by means of an opening 34 in the assembly floor, a

bekannten Nachführeinrichtung für den Kurskreisel, Isolierstoffkörper 35 eingesetzt, welcher mehrereknown tracking device for the course gyro, insulating body 35 used, which several

werden die beiden Anzeigen gemäß F i g. 3 c und 4 c nach unten herausstehende Schleiffedern trägt. Diesethe two displays according to FIG. 3 c and 4 c carries slide springs protruding downwards. These

zur Übereinstimmung, und somit der Kurskreisel kor- io Federn gleiten auf entsprechenden Schleifbahnen 37, to match, and thus the course top cor- io springs slide on corresponding sliding tracks 37,

rigiert, gebracht. Bei anschließender Horizontalstel- die in Ringnuten eines Schleifringkörpers 38, derrigiert, brought. In the subsequent horizontal position in the annular grooves of a slip ring body 38, the

lung stimmt die Kurskreiselanzeige F i g. 4 d mit der ebenfalls aus Isolierstoff besteht, eingesenkt sind. DerThe course gyro display F i g is correct. 4 d with which is also made of insulating material, are countersunk. Of the

tatsächlichen Fahrzeugrichtung, nämlich Ost, überein. Schleifringkörper hat die Form einer Ringscheibe undactual vehicle direction, namely east. Slip ring body has the shape of a ring disk and

Der Kurskreiselfehler ε ist also restlos beseitigt, ob- ist in die Drehplatte 3 an deren Oberseite bündig ein-The course gyroscopic error ε is thus completely eliminated, whether- is flush with the turntable 3 on its upper side.

wohl der Abgleichvorgang bei schräg stehendem 15 gelassen. Von den einzelnen Schleifbahnen führenprobably the adjustment process with an inclined 15 left. Lead from the individual slideways

Fahrzeug stattgefunden hat. nicht gezeigte flexible Leitungen ins Innere des Pen-Vehicle has taken place. Flexible lines (not shown) into the interior of the pen

Ein vorteilhaftes Äusführungsbeispiel des in der dels. Diese Leitungen können vom Schleifringkörper erfindungsgemäßen Kreiselanordnung verwendeten weg durch eine Aussparung 39 der Drehplatte hinnordsuchenden Kreiselgerätes ist in F i g. 5 darge- durch frei liegend nach unten geführt werden. Besser stellt. Dieses . Ausführungsbeispiel gliedert sich in _ao ist es jedoch, die Leitungen durch einzelne und nicht groben Zügen in ein Gehäuseoberteil 1, in ein Ge- dargestellte Kanäle radial in die Zentralbohrung 40 häuseunterteil 2, eine im Gehäuseoberteil gelagerte der Nabe 13 einzuführen und sie dort zu einem losen Drehplatte 3 und ein Pendel 4, das mittels eines Kar- Bündel zu vereinigen. Dieses Bündel wird dann durch dangelenkes 5 an der Drehplatte aufgehängt ist. Das entsprechend weite Zentralbohrungen in dem Kar-Gehäuseoberteil besteht aus einem Montageboden6, ₂₅ dankreuz27 und dem Pendeldeckel31 gesteckt.und Seitenwänden 7 mit Kühlrippen 8 und aus einem unten durch schräge Verbindungsbohrungen in das Deckel 10, der mittels eines Dichtungsringes 9 abge- Pendel eingeführt.An advantageous embodiment of the in the dels. These lines can be used from the slip ring assembly of the gyro arrangement according to the invention away through a recess 39 of the rotary plate looking north-looking gyro device is shown in FIG. 5 can thus be guided downwards in an exposed position. Better poses. This . The embodiment is divided into _ao , however, it is to introduce the lines through individual and not rough lines in an upper housing part 1, in a channel shown radially in the central bore 40 lower housing part 2, a hub 13 mounted in the upper housing part and loose them there Rotary plate 3 and a pendulum 4, which unite by means of a Kar bundle. This bundle is then suspended by the pivot 5 on the rotating plate. The correspondingly wide central bores in the upper Kar housing part consist of a mounting _{base 6, 25} dank cross27 and the pendulum cover 31 and side walls 7 with cooling fins 8 and a bottom through oblique connecting bores in the cover 10, which is inserted by means of a sealing ring 9 pendulum.

dichtet ist. Das Gehäuseunterteil besteht aus einer Die als Pendel 4 bezeichnete Baueinheit gliedert vorzugsweise zylindrischen Seitenwand 11 und einem sich im wesentlichen in zwei Teile. Der Oberteil entBoden 12, der um den Mittelpunkt des Kardangelen- _ao hält den Kreisel und der Unterteil eine als Druckkes kugelförmig gekrümmt ist. Der obere Rand dieses lager und zur Pendelarretierung dienende Vorrichtopfförmigen Gehäuseteiles ist in den Montage- tung. Ein zylindrisches Pendelgehäuse 106, das oben boden 6 dicht und fest eingelassen. - ' mit dem schon genannten Deckel 31 abgeschlossenis sealed. The lower part of the housing consists of a structural unit called the pendulum 4, preferably divided into a cylindrical side wall 11 and one essentially divided into two parts. The upper part entBoden 12, which around the center point of the cardan _ao holds the top and the lower part is spherically curved as a pressure vessel. The upper edge of this bearing and the device pot-shaped housing part used for pendulum locking is in the assembly. A cylindrical pendulum housing 106, the top bottom 6 tightly and firmly embedded. - 'completed with the already mentioned cover 31

Eine nach oben weisende Nabe 13 der Drehplatte ist, bildet den äußeren Kreiselrahmen. Darin ist mit ist mit Kugellagern 14 und 15 in der Mitte des Mon- 35 Spitzen 107 und 108 ein innerer Kreiselrahmen 109 tagebodens 6 gelagert. Die Drehachse fällt mit der gelagert. Die Lagerachse definiert die schon genannte Gehäusemittelachse 16 zusammen. Die Drehplatte .Hochachse33. In dem Rahmen 109 ist ein Kreiselwird von einem Servomotor 17 angetrieben, der in rotor 42 so gelagert, daß seine Drallachse 56 die eine Bohrung des Montagebodens eingesteckt ist. Das , Hochachse senkrecht schneidet. Zwei Federn 110 und Antriebsritzel 18 des Servomotors steht direkt im ₄₀ 111 sind zwischen dem Rahmen 109 und dem Pen-Eingriff mit einem Zahnkranz 19 der Drehplatte. An- delgehäuse 106 ausgespannt und definieren die Ruhedererseits wird die Winkelstellung der Drehplatte lage des Kreisels derart, daß seine Drallachse parallel gegenüber dem Gehäuse durch einen Drehmelder 20 zur pendelfesten Kärdanachse 32 steht. Der Rotor abgegriffen, der mittels einer Befestigungshülse 21 auf 112 eines elektrischen Winkelsteilungsgebers ist obereinen Ansatz der Montageplatte aufgesetzt ist. Der 45 halb des Rahmens 109 an dessen Welle befestigt und Wellenstumpf 22 des Drehmelders ist in die Nabe 13 wirkt mit einem am Pendelgehäuse 106 angesetzten der Drehplatte eingesteckt. Stator 113 zusammen. .An upwardly facing hub 13 of the turntable forms the outer gyro frame. This is with ball bearings 14 and 15 in the middle of the mounting 35 tips 107 and 108 an inner gyro frame 109 is mounted on the floor 6. The axis of rotation coincides with the bearing. The bearing axis defines the aforementioned housing center axis 16 together. The turntable .High axis 33. In the frame 109 a gyro is driven by a servomotor 17 which is mounted in the rotor 42 so that its twist axis 56 is inserted into the one hole in the assembly floor. That, vertical axis intersects perpendicularly. Two springs 110 and drive pinion 18 of the servo motor stands directly in the ₄₀ 111 are between the frame 109 and the pen engagement with a ring gear 19 of the rotary plate. Arrival delgehäuse 106 stretched and define the rest the other hand, the angular position of the rotating plate of the gyro position such that its spin axis is parallel with respect to the housing by a resolver 20 for oscillating solid Kärdanachse 32nd The rotor is tapped, which is placed on 112 of an electrical angle graduation transmitter by means of a fastening sleeve 21 above a shoulder of the mounting plate. The 45 half of the frame 109 is attached to its shaft and the stub shaft 22 of the resolver is inserted into the hub 13 and acts with a rotary plate attached to the pendulum housing 106. Stator 113 together. .

Mittels eines Klemmringes 23 ist ein glockenförmi- Der ebenfalls im Schnitt dargestellte Unterteil desBy means of a clamping ring 23 is a bell-shaped lower part of the also shown in section

ger Skalenträger 24 von unten an der Drehplatte be- . Pendels zeigt ein Magnetgehäuse 64, das eine Ma-ger scale carrier 24 loading from below on the rotary plate. Pendulum shows a magnet housing 64, which has a

festigt. Dieser Träger ist zum Teil in Ansicht darge- 50 gnetwicklung 65 aufnimmt. In diesem Gehäuse ist umsolidifies. This carrier is partially shown in view 50 accommodates magnetic winding 65. This case is over

stellt und zeigt eine Kursskala 25, die mittels einer in die Hochachse 33 drehbar ein Zapfen 66 gelagert,represents and shows a course scale 25, which by means of a pivot 66 rotatably mounted in the vertical axis 33 ,

die Wand des Gehäuseunterteiles eingelassenen Ab- der nach unten in eine Platte 67 ausläuft. Die Plattethe wall of the lower part of the housing which runs down into a plate 67 . The plate

leseoptik 26 abgelesen werden kann. weist einen Ringwulst 68 aus einem schwach elasti-reading optics 26 can be read. has an annular bead 68 made of a weakly elastic

Das Kardangelenk besteht aus vier Lagerböcken sehen Material mit einem hohen Reibwert auf. Das und einem Mittelstück oder Kardankreuz 27. Da das 55 andere Ende des Zapfens ist ballig und wird von Gelenk in der Ansicht gezeigt ist, sieht man von den - einer Blattfeder 69 nach unten gedrückt. Infolgedesbeiden an der Drehplatte befestigten Lagerböcken nur sen legt sich bei nicht erregter Magnetwicklung die den vorderen, 28. Die beiden anderen um 90° ver- Platte mit ihrem Ringwulst am Boden 12 des Gehäusesetzten Lagerböcke 29 und 30 sind mit dem Deckel Unterteiles an. Die Drehbarkeit des Pendels um die 31 des Pendels 4 fest verbunden. Das Kardankreuz 27 60 Hochachse ist somit einerseits durch die Kugellager ist mit Kugellagern in allen vier Lagerböcken gelagert. 14 und 15 und andererseits durch den Drehzapfen 66 Es ergibt sich somit eine pendelfeste Kardanachse 32 gegeben. Bei Schräglage des Pendels gemäß Fig. 2 und eine dazu senkrechte drehplattenfeste Kardan- wirkt außerdem das Kardangelenk bei der Drehung achse, die senkrecht zur Zeichenebene steht. Es mit.The universal joint consists of four bearing blocks on material with a high coefficient of friction. That and a middle piece or cardan cross 27. Since the other end of the pin is crowned and is shown by the joint in the view, one can see of the - a leaf spring 69 pressed down. As a result of the two bearing blocks attached to the turntable only sen, when the magnet winding is not energized, the front, 28. The other two bearing blocks 29 and 30, which are set at 90 ° with their annular bead on the bottom 12 of the housing, are in contact with the lower part of the cover. The rotatability of the pendulum around the 31 of the pendulum 4 is firmly connected. The cardan cross 27 60 vertical axis is thus supported on the one hand by the ball bearings with ball bearings in all four bearing blocks. 14 and 15 and, on the other hand, through the pivot pin 66. This results in a pendulum-fixed cardan shaft 32. In the inclined position of the pendulum according to FIG. 2 and a cardan fixed to the rotating plate perpendicular to it, the cardan joint also acts on the axis of rotation which is perpendicular to the plane of the drawing. It with.

kommt sehr darauf an, daß sich die beiden Kardan- 65 F i g. 6 zeigt außer den schon genannten Achsenit is very important that the two cardan shafts 65 F i g. 6 shows apart from the axes already mentioned

achsen exakt schneiden und daß durch ihren Schnitt- 16 und 23 noch einmal das Gehäuseoberteil 1, dasaxes cut exactly and that through their intersection 16 and 23 again the upper housing part 1, the

punkt, nämlich den Gelenkmittelpunkt, außerdem in Gehäuseunterteil 2 und das Pendel 4. Das Gehäusepoint, namely the center of the joint, also in the lower housing part 2 and the pendulum 4. The housing

jeder Stellung des Pendels die Gehäusemittelachse 16 ist in ein Fahrzeug 71 eingebaut, welches eine Schräg-every position of the pendulum the housing center axis 16 is installed in a vehicle 71 , which has a diagonal

stellung gegenüber der gestrichelt angedeuteten Horizontalen einnimmt.position in relation to the horizontal line indicated by dashed lines.

Soll mit diesem Kreiselgerät die Nordrichtung aufgesucht werden, so hält das Fahrzeug 71 an. Es möge die in Fig. 2 gezeigte Schrägstellung gegenüber der Horizontalen einnehmen, während das Pendel 4 zunächst noch wie in Fig. 1 gezeichnet steht. Nun werden von einem Steuergerät Stromimpulse auf die Magnetentwicklung 65 gegeben, deren Länge z. B. Vs der Schwingungsdauer des Pendels beträgt. Ebenso lang sind auch die Pausen zwischen den Impulsen. Die Erregung des Magneten bewirkt, daß die Platte 67 und der Zapfen 66 unter Spannen der Blattfeder 69 nach oben gezogen werden, so daß sich das Pendel sofort mit einem Ruck der Lotrichtung annähert. Während der Erregungspause kommt die Platte mit ihrem Ringwulst 68 wieder am Gehäuseboden 12 zur Anlage und bremst somit das Pendel ab. Es kommt also nicht zum Überschwingen. Während der darauffolgenden Impulse nähert sich das Pendel in immer kleiner werdenden Schritten der Lotrichtung weiter an, bis schließlich die Hochachse 33, wie in F i g. 2 gezeichnet, mit dem Lot zusammenfällt. Die Dauer der Impulsgabe kann erfahrungsgemäß festgelegt werden. 5 Sekunden wurden z. B. schon als ausreichend befunden.The north direction is to be sought with this gyro device the vehicle 71 stops. It may be the inclination shown in Fig. 2 with respect to the Assume horizontal while the pendulum 4 is initially still as shown in FIG. 1. so are given by a control unit current pulses on the magnet development 65, the length of which z. B. Vs is the period of oscillation of the pendulum. The pauses between the impulses are just as long. The excitation of the magnet causes the plate 67 and the pin 66 under tension of the leaf spring 69 must be pulled upwards so that the pendulum immediately approaches the perpendicular with a jerk. During the pause in excitation, the plate with its annular bead 68 comes back to the housing base 12 System and thus brakes the pendulum. So there is no overshoot. During the following Impulses, the pendulum approaches the plumb direction in ever smaller steps until finally the vertical axis 33, as shown in FIG. 2 drawn, coincides with the plumb line. The duration the impulse can be determined based on experience. 5 seconds were z. B. already as sufficient found.

Wenn die Hochachse lotrecht steht und der Kreisel seine Tourenzahl hat, versucht er, seine Drallachse in die Nordrichtung zu stellen. Dabei entsteht entgegen der Federwirkung ein Winkelausschlag zwischen Rahmen 109 und Pendelgehäuse 106, der vom Stellungsgeber 112. 113 erfaßt wird. Sein Ausgangssignal wird über geeignete Verstärker dem Servomotor 17 zugeführt, welcher somit die Drehplatte 3 samt Kardangelenk 5 und Pendelgehäuse 106 so nachdreht, daß die Winkelauslenkung zu null gemacht wird. Wenn dieser Vorgang zur Ruhe kommt, stimmt die an der Skala 25 angezeigte Nordrichtung mil der geographischen Nordrichtung überein. Gleichzeitig wurde auch der Drehmelder 20 nachgestellt, an dem ein Tochterkursanzeigegerät oder eine Kursvergleichseinrichtung angeschlossen sein kann.When the vertical axis is perpendicular and the gyro has its number of revolutions, it tries its twist axis to put in the north direction. Against the spring action, there is an angular deflection between Frame 109 and pendulum housing 106, which is detected by the position transmitter 112.113. Its output signal is fed to the servomotor 17 via suitable amplifiers, which thus turns the turntable 3 together with the universal joint 5 and pendulum housing 106 rotates so that the angular deflection is made to zero will. When this process comes to rest, the north direction indicated on the scale 25 is correct with true north. At the same time the resolver 20 was readjusted, to which a subsidiary course display device or a course comparison device can be connected can.

Die Beschreibung eines nordsuchenden Kreiselgerätes mit spitzengelagertem innerem Rahmen stellt keine Beschränkung der Erfindung auf diesen Kreiseltyp dar. Es ist vielmehr auch möglich, den inneren Rahmen mittels eines Gaslagers oder mit Spannbändern in dem äußeren zu lagern. Auch ein nordsuchendes Kreiselgerät mit einem einseitig bandgehängten Innenrahmen nach einer der bekannten Versionen käme in Frage. In allen Fällen ergibt sich ein einfacher, platzsparender Aufbau, und vor allem kann mit derartigen Kreiselgeräten die Anzeige eines geographisch orientierten lotgestützten Kurskreiiels in jeder Schräglage des Fahrzeuges so korrigiert werden, daß bei darauffolgender Horizontalstellung die Kursanzeige fehlerfrei ist.The description of a north-looking gyroscope with a pointed inner frame provides The invention is not restricted to this type of gyroscope. Rather, it is also possible to use the inner To store the frame by means of a gas store or with tensioning straps in the outer. Also looking north Gyroscopic device with an inner frame that is hung on one side according to one of the known ones Versions would be an option. In all cases, the result is a simple, space-saving structure, and above all can use such gyroscopic devices to display a geographically oriented plumb-supported course circle be corrected in every inclined position of the vehicle so that in the subsequent horizontal position the Course display is error-free.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim for the following thought experiment: the course top and the cardantisoh suspended one

north-looking gyro in a vehicle.

Gyro arrangement for a vehicle, consisting of a plumb-supported course top and a 5 to be built and arranged on a common plate. First of all, it is assumed that the vehicle stops the heading gyro correcting the north seeker after a long journey in a horizontal position. The gyro device, which shows two frames, which are rotatably mounted inside one another around a common high-directional axis derived from the course gyro position, tx _a consists of the true heading a _s and shows, in which the gyro element in the inner one is the course gyro error ε, a frictional or frame is mounted with a twist axis that is perpendicular to the vertical axis and other influences that have built up over time and in which the external error is combined. The short display <x _{n of} the nordsu frame by means of a servo motor around the high-end gyro device gives the true control axis compared to the fixed vehicle gyro course " _s , so that <% _{a is} adjusted to <x" and the error case is turned around can be eliminated. The comparison is marked by the fact that, in a known manner, of the 15 automatic tracking devices, which cause a three-way outer frame (101) by means of a cardan joint of the course gyro about a vertical axis, steering (99, 100) is brought about on one in the vehicle.

Housing (70 ') mounted and by the servo, in contrast, holds the vehicle in one

motor rotatable vertical axis (96) is suspended, inclined, so the course display is composed on so that the center of the joint and the center of gravity ao course gyro as follows:
of the pendulum formed in this way lie in the vertical axis

and that a tracking device is provided, a _a = a _s + ε + δ ₂

the one after entering the north-looking roundabout

its target position, in which its twist axis during the display on the north-looking gyro device (56) and pendulum fixed universal joint axis (100) 25 after the north setting
by means of an elastic bondage to each other

are allelically aligned, the course top (92) by <x " = <x. _s + S ₁

its vertical axis (85), which is fixed in the vehicle

Housing (70 ') parallel to the vertical axis (96) of the. In both cases, the gimbal error ö ₂ or the gyro device looking to the north is added to the rotatably arranged 30 ^ ₁ . Now <x _{a is} compared to <x _n , is readjusted in such a way that the twist axis (91) so that afterwards the course display
of the course top (92) parallel to the pendulum fixed

Universal joint axis (100) and the perpendicular-supported EI- « _a = a _s + O ₁

vationsachse (90) of the course gyro (92) parallel
to the cardan joint axis (99) fixed to the vehicle. 35 is. But if the vehicle is now placed horizontally,

so the course display <x _a is reduced by <5 "and es

surrendered