DE1623347B1 - Kreiselkompass mit einem kreisependel - Google Patents

Description

• Mit diesem Speicherbehälter kommuniziert ein Iotrechtes Rohr 18, das einen kugelförmigen Kopf 19 trägt, der einen Teil eines kugelförmigen Luftlagers eines Kreiselläufers 20 bildet. Dieser Kreiseiläufer, der in Fig. 1 zum Teil in einem lotrechten Schnitt dargestellt ist, hat die Gestalt einer Kugel, die auf ihrer lXnterseite einen durch eine Kegelfläche 22 begrenzten, bis in die Mitte der Kugel reichenden Ausschnitt hat. Die Kugelmitte weist einen von einer Halbkugelfläche 24 und von einer in diese übergehenden Zylinderfläche 26 begrenzten Hohlraum auf. Die Achsen der Flächen 22 und 26 fallen mit der Figurenachse A des Kreiselläufers zusammen, und beide Flächen gehen ineinander über. Die Halbkugelfläche 24 hat oben zur FigurenachseA des Kreiselläufers gleichachsige Aussparung 28. Auf der Oberfläche lC des lircisclläufcrs ist gleichachsig zur Figurenachse A ein Kranz von Düsenmündungen 32 vorgesehen, die tangential gerichtet sind und durch Kanäle 30 mit der Aussparung 28 verbunden sind.
• Der Schwerpunkt des Kreiselläufers 20 liegt auf der Figurenachse A dicht unter der Mitte der Halbkugelfläche 24.
• Die der Aussparung 28 durch das Rohrl8 aus dem Behälter 16 zugeführte Druckluft teilt sich in zwei Ströme. Der eine fließt zwischen der Kugel 19 und der Halbkugelfläche 24 in die Kammer 14, während der andere durch die Kanäle 30 zu den Mündungen 32 fließt und aus diesen austretend in die Kammer 14 gelangt. Durch die Rückstoßwirkung der aus diesen Düsenmündungen austretenden Druckluftstrahlen wird der Kreiselläufer 20 in Umlauf um seine FigurenachseA versetzt. Mit dieser FigurenachseA fällt sowohl der Drallvektor des Läufers als auch der Vektor des Antriebsmomentes zusammen, das durch den Rückstoß der Düsenstrahlen erzeugt wird.
• Der zwischen der Halbkugelfläche 24 und dem Kopf 19 abwärts fließende Druckluftstrom verhindert eine Berührung des Kreiselläufers mit dem Kopf 19, so daß der Läufer ausschließlich von dem kugelförmigen Luftlager getragen wird.
• In den Luftkreislauf, der durch das AggregatP, den Behälter 16, das Rohr 18 und die Kammern 14 und 10 verläuft, kann ein Luftfilter eingebaut sein.
• Zweckmäßig ist dieser Kreislauf von der freien Atmosphäre getrennt.
• Der kugelförmige Kreiselläufer hat oben eine zur Figurenachse A rechtwinklige Abflachung 34, die in der Mitte eine deutlich sichtbare Marke trägt. Über dieser ist in der Wand des Gehäuses 12 ein Objektivlinsensystem 36 eingesetzt, das gleichachsig zum Rohr 18 angeordnet ist und dessen Zweck später erläutert werden wird.
• Das Gehäusel2 trägt über der KammerlO eine Libelle 38 und über dieser ein Objektivlinsensystem 40, dessen Achse parallel zum Rohr 18 verläuft und lotrecht steht, wenn sie durch die Mitte der Libellenblase hindurchgeht..
• Auf dem Gehäuse 12 ist ein waagerechtes Zielfernrohr42 befestigt, dessen optische Achse rechtwinklig zum Rohr 18 verläuft. Dieses Fernrohr trägt an seinem linken Ende ein schematisch bei 44 angedeutetes Objektivlinsensystem, das ein reelles Bild des Zieles in die Ebene 2-2 wirft, und am anderen Ende ein Okular 46 zur Betrachtung dieses reellen Bildes. In der Ebene 2-2 befindet sich ein Fadenkreuz 60, das beispielsweise von Strichmarken auf einer Glasplatte 48 gebildet werden kann, die in den Tubus des Fernrohrs 42 eingesetzt ist. Unmittelbar vor dieser Platte und in Anlage an ihr befindet sich eine zweite Glasplatte 50, die von einem im Tubus des Fernrohrs 42 um dessen Achse drehbar gelagerten Ring 52 getragen wird. Diesen Ring kann man durch Betätigung eines Griffes 54 drehen. Er kann zu diesem Zweck durch ein nicht näher dargestelltes Zahnradgetriebe mit dem im Tubus des Fernrohrs drehbar gelagerten Griff 54 verbunden sein. Die Glasplatte 50 bildet eine Kompaßrose und hat in der Ebene 2-2 entsprechende Strichmarken 56 (Fig. 2)..
• Über den Objektivlinsensystemen 36 und 40 hat der Tubus des Fernrohrs je eine Öffnung, und über jeder dieser Öffnungen befindet sich eine als Spiegel wirkende planparallele Glasscheibe 56 bzw. 58. Der Spiegel 56 wirfl auf die Ebene 2-2 ein Bild der in der Mitte der Flächc 34 befindlichcn Kreiselläufermarke. Dieses Bild ist in F i g. 2 mit M bezeichnet.
• Stünde die Achse A des Kreiselläufers lotrecht, dann würde sich das Bild M in der Mitte des Blickfeldes befinden. Da indessen die Läuferachse A nach Norden geneigt ist, nimmt das Bild M in dem durch das Okular46 sichtbaren Blickfeld eine exzentrische Lage ein.
• Das Gehäuse 12 wird zweckmäßig um eine lotrechte Achse drehbar von einem Stativ getragen.
• Will man einen Punkt im Gelände anpeilen, dann setzt man das Pumpenaggregat P in Gang, worauf der Kreiselläufer 20 umzulaufen beginnt. Wie bereits erläutert, neigt sich seine DrallachseA nach einiger Zeit nach Norden. Nun richtet man das Fernrohr 42 auf das anzupeilende Ziel und bringt das auf der Platte 48 angeordnete Fadenkreuz 60 zur Deckung mit diesem Ziel. Ferner dreht man den Griff 54, bis die N-Marke der Kompaßrose mit dem Bild M der Kreiselläufermarke zusammenfällt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Ferner muß man das Gehäuse 12 auf dem Stativ so einstellen, daß das durch den Spiegel 58 in die Ebene 2-2 reflektierte Bild L der Blase der Libelle 38 ebenfalls mit dem Fadenkreuz zusammenfällt. Alsdann kann man den Azimut des Zieles am lotrechten Balken des Fadenkreuzes ablesen. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel beträgt der Azimut 3400.
• Wenn der Drall des Kreiselläufers 20 gleichbleibt, dann hängt der Abstand der Marke M von der Mitte des Blickfeldes nur von der geographischen Breite ab. Man kann daher Maßnahmen zum Konstanthalten des Dralls ergreifen und die Nordlinie der Kompaßrose zum Ablesen der geographischen Breite mit einer Teilung versehen. Um den Drall konstant zu halten, kann man das Gehäuse 12 und den Tank 16 auf eine auf einen Festwert geregelte Temperatur beheizen und den Tank 16 mit einem Druckregler versehen, der den Luftdruck konstant hält.
• Das beschriebene Ausführungsbeispiel kann in mannigfacher Hinsicht abgeändert werden. So besteht die Möglichkeit, den Kreiselläufer statt durch Rückstoß düsen 32 in an sich bekannter Weise elektrisch anzutreiben. Dieser Antrieb muß so ausgestaltet sein, daß sein Drehmoment stets mit der Achse A des Kreiselläufers zusammenfällt.
• Auch kann das Luftlager durch eine andere reibungsarme Lagerung ersetzt sein. Zu diesem Zweck kann der Kreiselläufer, wie bekannt, mittels Kugellager in einem Schwimmer gelagert sein und einen elektrischen Antriebsmotor enthalten, dessen Antriebsstrom elektrolytisch durch die den Schwimmer umgebende Flüssigkeit hindurch zugeführt wird. Das Meßwerk des Kreiselgeräts muß dann so ausgestaltet sein, daß es die Azimutrichtung ermittelt, in welcher sich die mit der Kreiselläuferachse zusammenfallende Achse des Schwimmers neigt. Der gemeinsame Schwerpunkt von Läufer und Schwimmer liegt auf dieser Achse unter dem Auftriebsmittelpunkt. Auch bei einem in dieser Weise ausgestalteten Kreiselgerät läuft der Kreiselläufer um eine mit dem Vektor seines Antriebsmomentes zusammenfallende Achse um und unterliegt einem Schweremoment, das der Neigung der Läuferachse zum Lot entspricht. Infolgedessen neigt sich die Schwimmerachse unter dem Einfluß der Erddrehung nach Norden.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Kreiselkompaß mit einem Kreiselpendel, dessen Drehimpulsachse sich infolge der Erddrehung nach Norden neigt, mit einem am Kreiselgehäuse angeordneten und mit diesem drehbaren Fernrohr zum Anvisieren eines Zieles, dessen Azimut zu ermitteln ist, mit einem Kollimator, der eine auf dem Kreiselpendel angebrachte Marke in die Bildebene des Fernrohres projiziert, und mit einem Lotfühler, dessen Marke mittels eines Spiegels und einer Optik in die Bildebene des Femrohres gespiegelt wird, so daß die Neigung der Drehimpulsachse des Kreiselläufers durch die relative Lage der beiden Marken zueinander angezeigt wird und däs Azimut an einer entsprechend der Anzeige der beiden Marken verstellbaren Kompaßrose zu bestimmen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompaßrose (56) in der Bildebene des Fermohres um die optische Achse drehbar angeordnet ist, so daß die Meridianlinie (N-S) der Kompaßrose (56) auf das Bild (M) der am Kreiselpendel angebrachten Marke (34) einstellbar ist, und daß zur Azimutanzeige ein feststehendes auf die eingespiegelte Marke (L) des Lotfühlers (40) zentriertes Fadenkreuz (60) vorgesehen ist.
2. 2. Kreiselkompaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Marke (34) auf dem luftgelagerten Kreiselläufer (20) befindet.
3. 3. Kreiselkompaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lotfühler eine Libelle (38) vorgesehen ist.
4. 4. Kreiselkompaß nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Konstanthalten des Dralls und durch eine ringförmige Teilung der Kompaßrose (56) zum Ablesen des Abstandes der Marke (34) von der Kompaßrosenmitte.

   Die Erfindung betrifft einen Kreiselkompaß mit einem Kreiselpendel, dessen Drehimpulsachse sich infolge der Erddrehung nach Norden neigt, mit einem am Kreiselgehäuse angeordneten und mit diesem drehbaren Fernrohr zum Anvisieren eines Zieles, dessen Azimut zu ermitteln ist, mit einem Kollimator, der eine auf dem Kreiselpendel angebrachte Marke in die Bildebene des Fernrohres projiziert, und mit einem Lotfühler, dessen Marke mittels eines Spiegels und einer Optik in die Bildebene des Fernrohres gespiegelt wird, so daß die Neigung der Drehimpulsachse des Kreiselläufers durch die relative Lage der beiden Marken zueinander angezeigt wird und das Azimut an einer entsprechend der Anzeige der beiden Marken verstellbaren Kompaßrose zu bestimmen ist.

   Ein Kreiselkompaß dieser Art ist bekannt. Will man das Azimut eines Zieles mit diesem bekannten Gerät bestimmen, dann muß man zunächst mit Hilfe des mit dem Kreiselkompaß zusammengebauten Fernrohres die Teilung eines zusätzlich vorgesehenen Theodoliten auf den Meridian ausrichten und zu diesem Zweck das Fernrohr um seine Hochachse bis in eine Stellung drehen, in der die hineingespiegelte Marke die Mittelstellung zwischen zwei Hilfsmarken einnimmt, die durch ein den Lotfühler bildendes Pendel geliefert werden. Erst dann kann man auf der Kompaßrose den Azimut ablesen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Kreiselkompaß mit dem Fernrohr so auszugestalten, daß sich dieses als Peilfernrohr verwenden läßt, also den Azimut des mit dem Fernrohr anvisierten Zieles abzulesen gestattet, während man das Ziel im Auge behält.

   Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kompaßrose in der Bildebene des Fernrohres um die optische Achse drehbar angeordnet ist, so daß die Meridianlinie der Kompaßrose auf das Bild der am Kreiselkompaß angebrachten Marke einstellbar ist, und daß zur Azimutanzeige ein feststehendes auf die eingespiegelte Marke des Lotfühlers zentriertes Fadenkreuz vorgesehen ist.

   Durch diese Ausgestaltung des Kreiselkompasses ist gegenüber dem Bekannten die Bedienung vereinfacht. Man richtet das mit dem Kreiselkompaß zusammengebaute Fernrohr wie ein gewöhnliches Peilfernrohr auf das Ziel und dreht dann die in der Bildebene befindliche Kompaßrose in diejenige Winkellage, in der sich ihre Meridianlinie mit der Anzeige der Marke deckt. Dann gibt das Fadenkreuz auf der Kompaßrose den gesuchten Azimut des anvisierten Zieles an und kann daher unmittelbar abgelesen werden, während man das Ziel im Auge behält.

   Daher eignet sich das Fernrohr nach der Erfindung zur Anwendung auf Fahrzeugen, z. B. Schiffen.

   Zweckmäßige Ausgestaltungen des Aumeldungsgegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.

   Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt Fig. 1 einen lotrechten Längsschnitt durch den mit einem Zielfernrohr zusammengebauten Kreiselkompaß, F i g. 2 einen Teilschnitt durch das Fernrohr in der Ebene 2-2 der Fig. 1 und F i g. 3 einen lotrechten Teilschnitt durch das kugelförmige Luftlager des Kreiselläufers.

   In einer Kammer 10 eines Gehäuses 12 ist ein Luftpumpenaggregat P angeordnet, das aus einer Luftpumpe und aus einem mit dieser gekuppelten Elektromotor besteht, der mit einer beliebigen Stromquelle, z. B. einem Akkumulator, verbunden ist. Diese Luftpumpe saugt Luft aus einer Kammer 14 des Gehäuses 12 an und fördert sie in einen Speicherbehälter 16, der an dem Gehäuse 12 befestigt ist.