DE1623380A1

DE1623380A1 - Gyro float centering and locking

Info

Publication number: DE1623380A1
Application number: DE19671623380
Authority: DE
Inventors: Hermann Beik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-12-20
Filing date: 1967-12-20
Publication date: 1971-04-15

Description

ICseiselschwimmerentrierunR und Arretierung. IC floating float centering and locking.

Die Erfindung betrifft eine Kreiselschwimmerzentrierung und Arretierung insbesondere für Kreiselkompasse, wobei der kugelförmige Kreiselschwimmer in seinem umhüllenden Teil, in dem er in einer Tragflüssigkeit schwimmt'zentrisch und praktisch reibungslos gehalten ist.The invention relates to a gyroscopic float centering and locking device especially for gyrocompasses, with the spherical gyro float in his enveloping part, in which it swims in a carrying fluid, is centric and practical is kept smooth.

Technische Einrichtungen, Maschinen, Geräte, die mit Kreisel oder mehreren Kreiseln arbeiten, insbesondere Kreiselkompasse und künstliche Horizonte, ist grundsätzlich die Forderung gestellt, den Kreisel oder das Kreisel system mit der geringsten Reibung, wenn möglich praktisch reibungslos, in seinen haltenden Teilen zu lagern bzw. zu halten und zu zentrieren.Technical facilities, machines, devices with gyroscopes or work with several gyroscopes, especially gyrocompasses and artificial horizons, the requirement is always to use the gyro or the gyro system the least friction, if possible practically frictionless, in its holding To store or hold parts and to center them.

Bei den bekannten Einrichtungen, insbesondere Kreiselkompasse, ist die Forderung der praktisch reibungslosen Haltung und Zentrierung dadurch gelöst, daß der nordsuchende Kreisel oder das Kreiselsystem in einem kugelförmigen Schwimmer - fernerhin als Kugeischwimmer bezeichnet - untergebracht ist, der mit einem mit Flüssigkeit angefüllten kugelförmigen Behälter, sogenannte Hüllkugel, schwebend gehalten und zentriert wird. Die Flüssigkeit, die als Tragflüssigkeit bezeichnet wird, ist zwecks Stromübertrag mg von der Hüllkugel zum Kugel schwimmer etwas angesäuert und in ihrem spez. Gewicht so gehalten, daß der Kugelschwimmer immer um ein geringes schwerer ist. Der Schwebezustand und die Zentrierung des Kreiselschwimmers in der Hüllkugel wird erreicht durch elektromagnetische Felder, die durch eine im unteren Teil des Kugelschwimmers und der Füllkugel angeordnete Ringspule erzeugt werden. stelle der Ringspulen sind auch permanente ringmagnete und um z.B. 1200 versetzte Magnetstäbe vorgesehen. Der Kugelschwimmer ist auf seinem äquatorialen Umfang mit einer Kursteilung versehen, die über ein Prisma durch einen auf der Hüllkugel vorgesehenen transparenten Ring abgelesen werden kann.In the known devices, in particular gyrocompasses, is the requirement of practically frictionless posture and centering is solved by that the north-looking gyro or the gyro system in a spherical float - also referred to as Kugeischwimmer - is housed with a Liquid-filled spherical container, so-called enveloping sphere, floating is held and centered. The fluid known as the carrying fluid is slightly acidified for the purpose of current transfer mg from the envelope to the ball float and in your spec. Weight kept so that the ball float is always a little is heavier. Of the Levitation and the centering of the gyro float in the envelope is achieved by electromagnetic fields generated by an im generated lower part of the ball float and the filling ball arranged ring coil will. Place of the ring coils are also permanent ring magnets and around e.g. 1200 staggered magnetic bars provided. The ball float is on its equatorial The circumference is provided with a course division, which has a prism through a on the envelope sphere provided transparent ring can be read.

Die Stromzuführung über die Tragflüssigkeit von der Rüllkugel zum Kugelschwimmer erfolgt von innenseitig der Hüllkugel und außenseitig auf dem Kugelschwimmer in der Äquatorebene vorgesehene Kontakt streifen aus Granhitringen und Segmenten. weitere Stromzuführungselemente sind in Form von Kugelkalotten im unteren Teil der Hüllkugel und des Kugelschwimmers angeordnet. Die Impulsgabe für die Nachdrehung der itüllkugel zum Kurgelschwimmer erfolgt in ähnlicher Weise durch Graphitkontakte auf beiden Teilen.The power supply via the carrying fluid from the Rüllkugel to the Ball float takes place from the inside of the envelope ball and on the outside of the ball float Contact strips made of granite rings and segments in the equatorial plane. further power supply elements are in the form of spherical caps in the lower part of the Enveloping sphere and the spherical float arranged. The impulse for the subsequent rotation the itüllkugel to the Kurgelschwimmer is made in a similar way by graphite contacts on both parts.

Es sind auch Ausführungen bekannt, bei denen die Zentrierung des Kugelschwimmers zur Hüllkugel durch einen im unteren Teil der Hüllkugel vorgesehenen Queckisilberspiegel und durch einen Zentrierschaft erreicht wird. Der Zentrierschaft ist oberhalb des Kugelschwimmersd angeordnet und in eine in dem Schwimmer vorgesehene kegelförmige Ausnehmung geführt, die bis zum zentralen Teil des Kugelschwimmers reicht. Im zentralen Teil dieser Ausnehmung ist weiter eine Lagerung in Form eines gelochten synthetischen Saphirs vorgesehen, in die ein dünner Zapfen des Zentrierschaftes eingreift. Unterhalb des Saphirs ist eine mit Quecksilber ausgefüllte Kammer vorgesehen, in die der Zapfen des Zentrierschaftes eingreift. Die Stromzuführung erfolgt auch hier in der Äquatorebene von der Hüllkugel über die elektrolytische Tragflüssigkeit, dem Quecksilberspiegel auf dem der Kugelschwimmer aufliegt, und über den Zentrierschaft, der mit seinem Zapfen in die mit quecksilber gefüllte Kammer eingreift.There are also known designs in which the centering of the ball float to the envelope sphere through a mercury mirror provided in the lower part of the envelope sphere and is achieved through a centering shaft. The centering shaft is above the Kugelschwimmersd arranged and provided in a conical in the float Out recess that extends to the central part of the ball float. In the central Part of this recess is also a storage in the form of a perforated synthetic Sapphire provided, in which a thin pin of the centering shaft engages. Below The sapphire has a mercury-filled chamber into which the pin of the centering shaft engages. The power is also supplied here in the equatorial plane from the enveloping sphere via the electrolytic carrying fluid, the mercury level on which the ball float rests, and over the centering shaft, which with his Cones in the with mercury-filled chamber engages.

Diese oder ähnliche ausführungen haben unter anderem folgende Nachteile: 1.) Die Tragflüssigkeit wirkt als Elektrolyt und greift infolge der durch den Stromdurchgang bewirkten Elektrolyse die Metallteile des Kugelschwimmers ais auch der Hüllkugel an, so daß in verhältnismäßig kurzen Zeiträumen Auswechseln des Kugelschwimmers erforder--lich wird.These or similar designs have the following disadvantages, among others: 1.) The carrying fluid acts as an electrolyte and engages as a result of the passage of current Electrolysis caused the metal parts of the ball float as well as the envelope ball so that the ball float can be replaced in a relatively short period of time becomes necessary.

2.) Der Kugelschwimmer als auch die metallische Innenflache der Hüllkugel müssen mit einer isolierenden Schicht, z.B. Hartgummi, überzogen werden, die nur unvollkommen dichtend gegen Säuredurchbruch auszu-.. führen und umständlich und kostspielig in ihrer Ausführung ist.2.) The ball float as well as the metallic inner surface of the envelope ball must be covered with an insulating layer, e.g. hard rubber, which only imperfectly sealing against acid breakthrough .. and cumbersome and is costly to run.

3.) Die Anbringung der Graphitsegmente und Kalottenflächen in der Hüllkugel und auf den Kugelschwimmer ist .au#erordentlich schwierig und gibt oft Anlaß zu Betriebsstörungen, und Ausschuß in der Fertigung.3.) The attachment of the graphite segments and dome surfaces in the Envelope ball and on the ball float is .au # extremely difficult and often gives Reason for malfunctions and rejects in production.

4.) Um den Kugelschwimmer schwebend in gleicher Hohe tmd zentriert in der Hüllkugel zu halten, ist es erfor-r derlich, die Trafglüssigkeitstemperatur innerhalb ~ 2° C konstant zu halten, was eine zuverlässige, automatische, von der Außentemperatur abhängig arbeitende Wasser- oder Luftkühlung erforderlich macht.4.) Centered around the ball float at the same height tmd To keep it in the envelope, it is necessary to set the temperature of the transformer liquid to keep constant within ~ 2 ° C, which is a reliable, automatic, of the Requires water or air cooling that works depending on the outside temperature.

Ebenso mu# der Stromzuflu# in den Zentrierspulen innerhalb geringer Grenzen konstant gehalten werden, da sonst der Kugelschwimmer in der Hüllkugel absinken wurde. Dieses macht eine kostspielige, automatische : Regelung des Netzumformers erforderlich. Likewise, the power supply in the centering coils must be lower Limits are kept constant, otherwise the ball float will sink into the envelope became. This makes an expensive, automatic: control of the network converter necessary.

6.) Die Pr;Lsenablesung der Kompassteilung gestattet es nicht, den Kugelschwimmer selbst als Kursanzeige zu verwenden, da das Gesichtsfeld sehr klein und nur in geringem Augenabstand gut abzulesen ist. Der Kurs wird daher allgemein an den Töchtern oder einer auf der Hüllkugel angeordneten Kursrose abgelesen.6.) The pressure reading of the compass division does not allow the Use the ball float as a course indicator because the field of view is very small and only in is easy to read at a short distance between the eyes. The course will therefore generally on the daughters or on a course rose arranged on the envelope read.

6.) Die Art der Stromzuführung über den Elektrolyten, bedingt eine gute IIartgumTiisolierung des Kugel schwimmers atlßenseitig und der Hiillkugel innenseitig. Diese Aufbringung der Isolierung ist technisch recht schwierig und sehr kostspielig, außerdem ist durch die Isolierung die Wärmeableitung sehr er schwert, so daß komplizierte Kühlsysteme für die Temperatürkonstanthaltung der Anlage verwendet werden müssen.6.) The type of power supply via the electrolyte requires one Good rubber insulation of the ball float on the outside and the sleeve on the inside. This application of the insulation is technically quite difficult and very expensive, In addition, the heat dissipation is very difficult because of the insulation, so that complicated Cooling systems must be used to keep the temperature constant in the system.

Die vorliegende Erfindung vermeidet nun die zum Teil angeführten Nachteile im wesentlichen dadurch, daß der Kreiselschwimmer in seinem zentralen Teil oder außerhalb in der Äquatorebene über ein bewegliches Zwischenglied an einem Zentrierschaft oder am Haltering vorgesehene Zentrierzapfen in horizontaler Ebene zur Hüllkugel zentrisch gehalten ist, wobei die Zentrierung des Kreiselschwimmers zur Hüllkugel in vertikaler Achse durch einen z. B. durch den Schwimmer geführten Zentrierschaft oder die Zentrierzapfen erfolgt, die unten oder oben, oder auch oben.und unten in der Hüllkugel in vertikaler Richtung elastisch und praktisch reibungslos gehalten sind, und das in vertikaler Richtung oberhalb oder unterhalb, oder beides des Kugel schwimmers Arretiermechanismen vorgesehen sind.The present invention now avoids the disadvantages mentioned in part essentially by the fact that the gyro float in its central part or outside in the equatorial plane via a movable intermediate member on a centering shaft or centering pegs provided on the retaining ring in a horizontal plane to the enveloping sphere is held centrally, with the centering of the gyro float to the envelope sphere in the vertical axis by a z. B. guided by the float centering shaft or the centering pin takes place at the bottom or at the top, or at the top and at the bottom in the envelope ball is kept elastic and practically frictionless in the vertical direction are, and that in the vertical direction above or below, or both of the sphere float locking mechanisms are provided.

Vorteilhaft ist das bewegliche Zwischenglied als Kardan ausgebildet oder als ebene Membran, die aus Metall, Eunststoff oder Gummi bestehen kann. Die axiale Zentrierung erfolgt zweckmäßig über eine magnetische Zentrierung des Zentrierschaftes oder der Zentrierzapfen. Weitere Vorteile und nähere Einzelheiten, die die Merkmale und Vorteile der Erfindung kennzeichnen, sind aus der folgenden Beschreibung und auf den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungen zu ersehen.The movable intermediate member is advantageously designed as a cardan or as a flat membrane, which can be made of metal, plastic or rubber. the Axial centering is expediently carried out by means of magnetic centering of the centering shaft or the centering pin. More benefits and more details showing the features and advantages of the invention are evident from the following description and to be seen on the drawings schematically illustrated embodiments.

Es zeigen: Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Kreiselkompasses nach der Erfindung im Längs schnitt und im Betriebszustand. figur 2 das Ausführungsbeispiel nach Figur 1, wobei der Kreiselschwimmer im arretierten Zustand gezeigt ist.The figures show: FIG. 1 an exemplary embodiment of a gyro compass according to the invention in the longitudinal section and in the operating state. Figure 2 the embodiment according to Figure 1, wherein the gyro float is shown in the locked state.

Figur 3 ein vergrößertes Schnittbild des oberen Teils der Figur 1 und 2, wo die Arretierungsvorrichtung besonders herausgestellt ist.FIG. 3 shows an enlarged sectional view of the upper part of FIG and 2, where the locking device is particularly emphasized.

Figur 4 zeigt eine magnetische Zentrierung in abgeänderter Form zu Figur 1 und 2.Figure 4 shows a magnetic centering in a modified form Figures 1 and 2.

5 5 gur 5 zeigt eine Kreiselschwimmerzentrierung, wobei der Vreiselschwimmer als volle Kugel und der Kardan in der Äquatoreben außenseitig des Kreiselschwimmers vorgesehen ist. figur 6 6 z zeigt e eine weitere Ansführungsmöglichkeit des Kreiselschwimmers, wobei der Zentrierschaft durch ein elastisch gehaltenes Seil im oberen Teil der Hüllkugel genalten ist.5 5 gur 5 shows a gyroscopic float centering, the Vreiselschwimmer as a full sphere and the cardan in the equatorial plane on the outside of the top float is provided. Figure 6 6 z shows a further possibility of the gyro float, the centering shaft by an elastically held rope in the upper part of the Enveloping sphere is shown.

Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Zentrierung in Anlehnung an die Firnis 6.Figure 7 shows a further possible embodiment of the centering based on the varnish 6.

Figur 8 zeirrt ein Schema für die Anordnung der Zentrierung unterbalb da Kugelschwimmers.Figure 8 shows a scheme for the arrangement of the centering unterbalb there ball float.

In Figur 1 rind in bekannter Weise als richtungsweisendes bzw. horizonthaltendes Organ zwei gekoppelte Kreisel 1 verwendet, die in einen kugelförmigen Schwimmer 2 angeordnet; sind. Die Zentrierung des Schwimmers in der Hüllkugel 3 erfolgt nun erfindungsgemä# durch einen in ler tIiillkugel elektro-magnetisch od permanent-magnetisch erhaltenen freischwebenden Zentrierschaft 4, an dem der Schwimmer über einen Kardan 5 befestigt ist. Zur Aufnahme des Zentrierschaftes ist der Schwimmer in seiner senkrechten Achse mit einer z.B. zyl. Durchführung 6 versehen.In Figure 1 cattle in a known manner as a directional or horizon holding Organ uses two coupled gyroscopes 1 that turn into a spherical float 2 arranged; are. The float is now centered in the envelope 3 according to the invention by an in ler tIillkugel electro-magnetic or permanent-magnetic received free-floating centering shaft 4 on which the float is attached via a cardan 5. The float is used to hold the centering shaft in its vertical axis with a e.g. cyl. Implementation 6 provided.

Der Kardan 5 ist zweckmäßip:erweise in der fritte der Durchfühnung, also im zentralen Teil des kugelförmigen Schwimmers befestigt. Das Volumen des Schwimmers ist so bemessen, daß durch seinen Auftrieb in der umgehenden Flüssigkeit 7, die aus z.B. Oel bestehen kann, das Gewicht des Schwimmers bis auf ein geringes Restgewicht kompensiert wird, so daß die Kardanlagerung als a ! ch die magnetische Zentrierung, die am oberen und unteren E-nde des Zentrierschaftes vorgesehen ist-, nur durch das verbleibende Restgewicht belastet sind. Die magnetischen Felder der am Zentrierschaft angeordneten Magnete 8 und 9 sind den Feldern der an der Hüllkugel befestigten Rin^-magnete 10 und 11 gleichgerichtet, so daß sie sich abstoßen. Die Magnete sind so auf dem Zentrierschaft und der Hüllkugel befestigt, daß zwischen den Polen der Magnete ein freier Abstand 12 und 1)6 entsteht. Die durchgehende Öffnung 12a und 13a in den Ringmagneten ist so gewählt, daß der Zentrierschaft sich frei bewegen kann.The cardan 5 is functional: in the frit of the implementation, so attached in the central part of the spherical float. The volume of the swimmer is so dimensioned that by its buoyancy in the surrounding liquid 7, the can consist of e.g. oil, the weight of the swimmer except for a small residual weight is compensated so that the cardan bearing as a! ch the magnetic centering, which is provided at the upper and lower end of the centering shaft, just through the remaining weight is loaded. The magnetic fields of the centering shaft arranged magnets 8 and 9 are the fields of the Rin ^ magnets attached to the envelope sphere 10 and 11 are aligned so that they repel each other. The magnets are like that on that Centering shaft and the enveloping sphere attached that between the poles of the magnets free space 12 and 1) 6 is created. The through opening 12a and 13a in the Ring magnet is chosen so that the centering shaft can move freely.

Durch die konische Ausbildung der Polflächen der Magnete ist erreicht, daß sich die auf dem Zentrierschaft befestigen Magnete zu den auf der Hüllkugel befestigten Magnete selbsttätig zentrieren. Durch diese Anordnung und Ausführung der Magnete wird erfindungsgemäß der Schwimmer über den Kardan und Zentrierschaft im Schwebezustand und zentriert gehalten. Die Magnete können permanent-magnetisch sein. Zweckmä#igerweise ist das Gewicht des Zentrierschaftes mit seinen weiteren Einzelteilen durch zwei Schwimmer 14 und 15 ausgeglichen, wobei der am unteren Ende des Zentrierschaftes angeordnete Schwimmer mit dem Zentrierschaft fest verbunden, der am oberen Ende des Zentrierschaftes angeordnete Schwimmer beweglich nach unten a-uf den Zentrierschaft; angeordnet ist. Der Zweck dieser Ausführung ist später beschrieben. Der Schwimmer hat erfindungsgemäß außerdem die Aufgabe, die Wirkung von auf das System des Zentrierschaftes wirkenden Beschleunigungs-und Verzögerungskräften, die durch die Bewegung des Fahrzeuges gegeben sind, zu kompensieren. Diese Wirkung beruht darauf, daS bei Einwirkung z.B. einer Beschleunigungskraft auf den Massenschwerpunkt und den Verdrängungsschwerpunkt des Zentrierschaftsystems, der Massenschwerpunkt eine Bewegung auszuführen sucht, die der Beschleunigungsrichtung entgegengerichtet ist.- Der Verdrangungsschwerpunkt sucht eine Bewegung in Richtung der Beschleunigung auszuführen, so ist einzusehen, wenn das System in der tragenden Fbissieit ausgewogen-ist, sich die wirkenden Kräfte aufheben, so daß das System in Ruhe bleibt. Es können vom Zentrierschaft keine Kräfte auf den Kreriselschwimmer übertragen werden.Due to the conical design of the pole faces of the magnets, that the magnets attached to the centering shaft correspond to those on the enveloping sphere center attached magnets automatically. With this arrangement and design According to the invention, the magnet becomes the float via the cardan shaft and centering shaft held in suspension and centered. The magnets can be permanent-magnetic be. The weight of the centering shaft with its further ones is expedient Items balanced by two floats 14 and 15, the one at the bottom The floats arranged on the centering shaft are firmly connected to the centering shaft, the float arranged at the upper end of the centering shaft can move downwards a-uf the centering shaft; is arranged. The purpose of this execution is later described. According to the invention, the swimmer also has the task of having the effect of acceleration and acceleration acting on the system of the centering shaft Deceleration forces, which are given by the movement of the vehicle to compensate. This effect is based on the fact that when, for example, an acceleration force acts on the center of mass and the center of gravity of the centering shaft system, the center of gravity seeks to execute a movement which is opposite to the direction of acceleration is.- The center of gravity seeks a movement in the direction of acceleration to be carried out, it can be seen when the system is balanced in the load-bearing position, the acting forces cancel each other out, so that the system remains at rest. It can no forces are transferred from the centering shaft to the Kreriselschwimmer.

Da bei Temperaturschwankungen der Flüssigkeit 7 das spez.Since with temperature fluctuations of the liquid 7 the spec.

Gewicht der Flüssigkeit sich ändert, wird sich-das Gewicht des Kreiselschwimmers andern. Es sei angenommen: Die Tragflüssigkeitstemperatur ist um einige Grade gestiegen, auf Grund z.B. einer Zunahme der Außentemperatur, so hat dieses zu Folge, daß der Kreiselschwimmer gegenüber der Tragflüssigkeit schwerer und damit die magnetische Haltung mehr belastet wird. Der Kreiselschwimmer sinkt um ein Teil ab, bis die magnetische Gegenkraft der Zentrierung die Gewichtszunahme aufhebt. Der Abstand 12 in der oberen Zentrierung wird hierdurch etwas kleiner, der Spalt 13 in der unteren Zentrierung dagegen etwas größer. Um diese Dezentrierung des Kreiselschwimmers zur Hüllkugel auszulgeichen, ist der Magnetring 8 der oberen Zentrierung auf einen mit der Hüllkugel fest verbundenen Ausdehnungsbehälter 16 befestigt. Der Ausdehnungsbehälter kann beispielsweise aus zyl. Federungskörpern bestehen.If the weight of the liquid changes, so will the weight of the gyro float change. It is assumed: the temperature of the carrying fluid has risen by a few degrees, Due to e.g. an increase in the outside temperature, this has the consequence that the Gyroscopic floats are heavier than the carrying fluid and therefore magnetic Attitude is more burdened. The gyro float sinks a part until the magnetic one Counterforce of the centering counteracts the weight gain. The distance 12 in the top This makes the centering a little smaller, the gap 13 in the lower centering on the other hand a little bigger. About this decentering of the gyro float to the envelope sphere To be balanced, the magnetic ring 8 of the upper centering is on one with the enveloping sphere firmly connected expansion tank 16 attached. The expansion tank can for example from cyl. Suspension bodies exist.

Der umschlossene Raum ist mit einer Flüssigkeit 17 ausgefüllt, deren Ausdehnungskoeffizient so gewählt ist, daß bei Temperaturänderungen der Ringmagnet 8 um einen Betrag, Auf Grund z. B. der Ausdehnung, so gehoben wird, wie der Kreiselswchwimmer auf Grund der Temperaturänderung absinken würde. Es wird .also auf dem Wege der Änderung der magnetischen Spannung der magnetischen-7entrierung die Gewichtszunahme des Kreiselschwirmers kompensiert, so den der Kreiselschwimmer immer unabhängig von der Temperatur der Flüssigkeit zentrisch zur HüllkuTel gehalten wird.The enclosed space is filled with a liquid 17 whose The expansion coefficient is chosen so that the ring magnet changes in temperature 8 by an amount, due to z. B. the expansion, is lifted as the gyro float would decrease due to the temperature change. So it will be on the way of the Change in the magnetic tension of the magnetic-7entration the weight gain of The gyro float is compensated, so that the gyro swimmer is always independent of the temperature of the liquid is kept centric to the envelope.

Die Stromzufiihrung für den Kreiselschwimmer erfolgt hier beispielsweise über Quecksilberkontakte. Im oberer Teil der Hüllkugel sind hierfür Quecksilberringbebälter 18 vorgesehen, in die Kontaktstifte 19 in rias Quecksilber eintauschen. Befestigt sind diese Kontaktstifte an einer Isolierplatte 20, die mit dem Zentrierschaft fest verbunden ist. Die eitungen für die Stromzuführung von den Kontaktstiften zum Kreiselschwimmer sind iiber den Zentrieerschaft und Kardan geführt und in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Nachdrehung der Hüllkugel zum Kreiselschwimmer erfolgt in bekannter Weise elektromotorisch über ein Getriebe, das mit Position ?1 angedeutet ist. Die Impulsgabe für die Steuerurg der Nachdrehung kann hier z.R. kapazitiv erfelgen. Der Kompasskurs kann an einer zweckmä#igerweise auf dem Zentrierschaft angeordneten Kursrose 22 über einen festen Index 23 sinnfällig abgelesen werden. Fiir die Abtastung der kapazitiven Übertragung könnte man zweckmäßigerweise mit Spannung beaufschlagte Ringsegmente 24 unterhalb der Kompassrose anordnen. Die kapazitive Gegenfläche 24a würde man hierfür unterhalb dieser Ringsegmente ar einer geeigneten Stelle der Hüllkugel befestigen.The power supply for the gyro float takes place here, for example via mercury contacts. In the upper part of the envelope there are mercury ring containers for this purpose 18 provided, exchange mercury into the contact pins 19 in rias. Attached are these contact pins on an insulating plate 20, which is fixed to the centering shaft connected is. The cables for the power supply from the contact pins to the gyro float are guided over the centering shaft and cardan shaft and are not shown in the drawing. The subsequent rotation of the spherical envelope to the gyroscopic float takes place in a known manner by an electric motor via a transmission, which is indicated with position? 1. The impulse for the Steuerurg the post-rotation can e.g. capacitive rims. The compass course can be taken at a course rose 22 expediently arranged on the centering shaft via a fixed one Index 23 can be read clearly. For the sampling of the capacitive transmission one could expediently acted upon with tension ring segments 24 below the compass rose. The capacitive counter surface 24a would be below for this purpose Attach these ring segments to a suitable point on the envelope sphere.

Das Kompass-System - der Kreiselschwimmer mit Hiillkugelwird in einem Außengehäuse 25 in den Lagern 26 und 27 um seine Hochachse drehbar gehalten. Das Gehäuse ist über Federn 28 und 2Q in den Kardanringen 30 und 31 aufgtenommen, so daß es in seiner senkrechten Achse federnd um die Kardanachsen 32 und 33 frei beweglich ist. Zur Stabilisierung des Systems kann ein Kreisel verwendet werden, der im Außengehäuse untergebracht ist und dessen Laiifring 34 möglichst in die Nähe der Kardanebene oder in die Kardandrehebene gelegt wird. Der motorische Antrieb 35 hierfiir ist in den unteren Teil des Außengehäuses gelegt. Der obere Teil des Gehäuses 25 wird abgeschloasen durch eine halbkugelförmige, durchsichtige Kuppel 36, in die eine Gewindebuchse 37 befestigt ist und in die ein zentrisch angeordneter Zentrierzapfen 38 eingeschraubt werden kann.The compass system - the gyroscopic float with a hollow sphere is rolled into one Outer housing 25 held in bearings 26 and 27 so as to be rotatable about its vertical axis. That Housing is received via springs 28 and 2Q in the cardan rings 30 and 31, see above that it is resiliently resilient about the cardan axes 32 and 33 in its vertical axis is. To stabilize the system, a gyro can be used in the outer housing is housed and its Laiifring 34 as close as possible to the gimbal plane or is placed in the gimbal plane. The motor drive 35 for this is placed in the lower part of the outer casing. The upper part of the housing 25 is closed off by a hemispherical, transparent dome 36, in which a threaded bushing 37 is attached and in which a centrally arranged Centering pin 38 can be screwed in.

Bei Inbetriebnahme der Kreiselanlage und Auflauf der Kreisel kippt der Kreiseischwimmer auf Grund des elektromotorischen Drehmoment es der Kreisel um seine horizontale Achse ab. Dieser Vorgang löst eine gedämpfte Schwingungsbewegung des Kreiselschwimmers um die Nord-Süd-Achse aus, die etwa in vier Stunden abgeklungen is-t. Die Anlage ist also erst nach Ablauf dieser Einschwingzeit betriebsklar.When the gyro system is started up and when the gyro is exposed, the gyro tilts the circular float due to the electromotive torque it the gyro around its horizontal axis. This process triggers a dampened oscillation movement of the gyro float around the north-south axis, which subsided in about four hours is. The system is therefore only ready for operation after this settling time has elapsed.

Bei vielen Fahrzeugen ist es jedoch notwendig, eine sofort, oder innerhalb kurzer Zeit einsatzfähige Kompassanlage zu haben. Um letztgenannte Bedingung zu erfüllen, ist die beschriebene Anlage mit einer Arretiervorrichtung des Kreiselschwimmers versehen. Das Verfahren ist so erdacht: Der Kreiselschwimmer wird vor Auslaufen des Fahrzeuges auf Kurs rrebracht. Der Kurs kann z. B. von einem Magnetkompass abgelesen werden. Danach wird der Kreiselschwimmer arretiert, so daß er um seine Hoch- als auch Horizontachse keine Bewegungen ausführen kann Nach dem Auflauf der Kreisel wird die Arretierung freigegeben. Das elektromotorische Drehmoment ist nicht mehr wirksam, so darms der Kreiselschwimmer annähernd im Kurs stehenbleibt, oder nur noch kleine Schwingungen um den Kurs ausführt, die aber vernachlassigt werden können. Das Fahrzeug ist hiermit also schnell einsatzbereit. Die Arretierung des Kreiselschwimmers ist erfindungsgemä# folgendermaßen ausgeführt: Der Zentrierschaft 4 ist im oberen Teil als hohler Schaft ausgebildet, in dem ein Druckzapfen 39 geführt ist und der ein Teil über das Ende4es Zentrierschaftes herausragt (Ki\'. 1, 2 und 3). Amu--neren Ende des Druckzapfens ist ein Stift 40 befestigt, der durch zwei Schlitze 41 des Zentrierschaftes durchgeführt ist. Die beiden über den Durchmesser des Zentrierschaftes herausraPenden Enden des Stiftes 40, sind in dem inneren zyl. Teil 42 des Schwimmers 14 befestigt. Dieser zyl. Teil des Schwimmers führt den Schwimmer gleitend auf dem~Zentrierschaft, Nach oben ist die Bewegung des Schwimmers durch einen Ansatz 43 des Zentrierschaftes begrenzt. Der untere Ringboden des Schwimmers hat eine zyl. Ausnehmung (Fig. 2), die genau in die zyl. Durchführung 6 des Ereiselschwimmers hineinpaßt. Wird der Arretierzapfen 38 durch Drehung in Pfeilrichtung, also nach unten bewegt, so wird diese Bewegung über den Druckzapfen 39 und Stift 40 auf den Schwimmer übertragen, so daß sich die Ausnehmung 44 des Schwimmers in die Durchführung 6 des Kreiselschwimmers einlegt. Auf diese Weise ist erreicht, daß der Kreisel schwimmer mit dem Zentrierschaft fest gekuppelt ist. Bei weiterer Bewegung des Arretierzapfens 38 wird der Zentrierschaft mit dem Kreiselschwimmer nach unten bewegt und zwar soweit, bis der am unteren Schwimmer 15 vorgesehene Zylinderring 45 sich in die mit der Hüllkugel fest verbundene Ringführung 46 gleitend eingeführt hat. Ebenso führt sich bei diesem Bewegungsvorgang ein am oberen Zentriermagnet 9 vorgesehener Ringansatz 47 in einen mit der Hüllkugel fest verbundenen zyl. Führungsansatz 48 ein, so daß eine vollkommene Arretierung des Kreiselschwimmers mit Zentrierschaft in der Hüllkugel um die horizontale Achse zur Hüllkugel erreicht ist.However, with many vehicles it is necessary to have one immediately, or within to have an operational compass system for a short time. To the latter condition too meet, is the system described with a locking device of the gyro float Mistake. The procedure is devised like this: The gyroscopic float is before sailing of the vehicle on course. The course can be B. read from a magnetic compass will. Then the gyro float is locked so that it is around its high as even the horizontal axis cannot make any movements after the top has opened the lock is released. The electromotive torque is no more effective, if the gyro swimmer remains approximately in the course, or only still carries out small oscillations around the course, but these can be neglected. The vehicle is thus quickly ready for use. The locking of the gyro float is carried out according to the invention as follows: The centering shaft 4 is in the upper Part designed as a hollow shaft in which a pressure pin 39 is guided and the a part protrudes beyond the end of the centering shaft (Ki \ '. 1, 2 and 3). Amu - ners End of the pressure pin a pin 40 is fixed by two Slots 41 of the centering shaft is carried out. The two about the diameter of the centering shaft protruding ends of the pin 40 are in the inner cyl. Part 42 of the float 14 attached. This cyl. Part of the swimmer guides the swimmer sliding on the ~ centering shaft, the movement of the swimmer is through limited an approach 43 of the centering shaft. The lower ring bottom of the float has a cyl. Recess (Fig. 2), which exactly in the cyl. Execution 6 of the Ereiselschwimmers fits in. If the locking pin 38 is rotated in the direction of the arrow, i.e. after Moved down, this movement is via the pressure pin 39 and pin 40 on the Float transferred so that the recess 44 of the float in the implementation 6 of the gyro float. In this way it is achieved that the top floats is firmly coupled to the centering shaft. With further movement of the locking pin 38 the centering shaft is moved down with the rotary float to the extent that until the provided on the lower float 15 cylinder ring 45 is in the with Enveloping ball firmly connected ring guide 46 has slidably introduced. Likewise leads a ring attachment provided on the upper centering magnet 9 during this movement process 47 in a cyl. Guide approach 48 so that a complete locking of the gyro float with centering shaft in the envelope sphere is reached around the horizontal axis to the envelope sphere.

Nach der Arretierung kann der Kreiselschwimmer iiber den Druckzapfen 39 in den anlisgenden Kurs gedreht werden. Zu diesem Zweck ist der Druckzapfen 39 as oberen Ende mit einer Kupplungsverzahnung 49 (Fig. 3) versehen, in die eine Klipnlung 50 des Arretierzapfens 39 eingreift. Die Kupplung m ist drehbar im Arretierzapfen geführt und am oberen Sunde mit einer Rändelschraube 51 versehen. Durch Drehung der Rändelschraube wird über die Kupplung 50 der Schwimmer in den Kurs gedreht. Nachdem der Kreiselkompass eingeschaltet ist und die Kreisel aufrelaufen sind, d.h. ihre volle Betriebszahl erreicht haben, wird der Arretierzapfen aus der Buchse 37 herausgedreht, so da# die Arretierung des Krieiselschwimmers frei wird und der Kreiselschwimmer seine Funktion ausüben kann.After locking, the gyro float can move over the pressure pin 39 can be turned into the attached course. The pressure pin 39 is for this purpose The upper end is provided with a coupling toothing 49 (Fig. 3) into which a Klipnlung 50 of the locking pin 39 engages. The coupling m is rotatable in the locking pin and provided with a knurled screw 51 on the upper seam. By turning the knurled screw is turned over the coupling 50 of the float in the course. After the gyrocompass is on and the gyros have run up, i. their full number of operations reached the locking pin unscrewed from the socket 37, so that the locking of the floating float is free and the gyro swimmer can perform its function.

Tn Erweiterung der beschriebener Ausführung besteht die Möglichkeit, die Zentriermagnete auch wie in Fig. 4 darerstellt anzuordnen. Der Magnet 9 auf dem unteren Ende des Zentrierzapfens ist hier umgekehrt wie in den vorherge1lenden Figuren angeordnet. Ebenso besteht die Möglichkeit, den Mazneten am oberen Ende des Zentrierzapfens umgekehrt anzuordnen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, den treiselschwimmer auch außen in der Äquatorebene kardanisch aufzunehmen, wie in Fig. 5 dargestellt. Der Kreiselschwimmer ist in diesem Fall ohne -zyl. Durchführung ausgeführt. In dem Haltering 51 wird- der Kugelschwimmer 53 über die Zapfen 52 zentrisch gehalten. Weiter sind an dem Haltering Zentrierzapfen 54 und 55 befestigt, wobei der obere Zentrierzapfen 54 wieder als hohler Schaft ausgeoildet ist, in dem ein Arretierzapfen 56 geführt wird, der im arretierten Zustand in eine Ausnehmung 57 des Kreisel schwimmers eingreift. Der obere Schwimmer 58 ist in diesem Fall entgegen der vorhergehenden Ausführung fest mit dem Zentrierzapfen 54 verbunden.Tn extension of the described version there is the possibility of to arrange the centering magnets as shown in FIG. The magnet 9 on the lower end of the centering pin is the opposite of the previous one Figures arranged. There is also the possibility of the Mazneten at the top of the centering pin to be reversed. There is also the option of using the gimbal swimmers can also be gimbaled outside in the equatorial plane, as shown in Fig. 5 shown. The gyro float is in this case without a -cyl. Execution carried out. The ball float 53 is held centrally in the retaining ring 51 via the pin 52. Centering pins 54 and 55 are also attached to the retaining ring, the upper one Centering pin 54 is again designed as a hollow shaft in which a locking pin 56 is performed, the float in the locked state in a recess 57 of the gyro intervenes. The upper float 58 is contrary to the previous one in this case Execution firmly connected to the centering pin 54.

Es besteht auch die Möglichkeit den Zentrierschaft 60 (Fig. 6) bis in den zentralen Teil des Kugelschwimmers 61 zu-führen. Das untere- und obere Ende des Zentrierschaftes 60 ist in Kugellager 62-63 gehalten, die im Führungsrohr 64 und in den Trägerkörper 65 in senkrechter Richtung gleitend geführt sind. Der Kardan 66 ist dabei zweckmäßig in einem in der Kugelschwimmerausnehmung 67 eingeschraubten Einsatzteil 68 befestigt. Durch einen in den hohlen Zentrierschaft 60 geführten Aufhängeseil 69, das auch aus mehreren Seilen bestehen kann, wird der Kugelschwimmer 61 in der Hochachse zentrisch zur Hüllkugel 70 gehalten, dabei ist das Aufhängeseil 69 mit seinem oberen Ende in einer Hülse 71 befestigt, die durch eine Feder 72 in ihrer Endstellung gehalten wird. Die Spannung der Feder 72 ist immer etwas größer als das Restgewicht des Trichterschwimmers. Drch die Abfederung des Aufhängeseils 69 soll eine unzulässige Belastung des Seiles verhindert werden, was dann eintreten könnte, wenn z0B. die Tragflüssigkeit 73 abgelassen wird. In diesem Fall wird die Hülse 71 gegen : den Federdruck durch das Seil 69 nach unten bewegt, bis das Kugellager 63 an dem Ansatz 74 zur Anlage kommt und damit das Gewicht des Kugelschwimmers 61 aufnimmt. Die Hülse 71 kann außerdem über die Kugellager 75 verdreht werden. Bei z. B. Ausfall der Hüllkugelnachdrehung und Verdrehung des Kugelschwimmers zur Hüllkugel könnte das Aufhängeseil 69 zu hohe Torsionsbelastung erfahren. Um dieses zu verhindern, ist in der mit dem Zentrierschaft 60 fest verbundenen Kompassrose 76, ein Stift 77 vorgesehen, der in einen ca.' 900 ausgefrästen Schlitz 78 der Hülse 79 eingreift. Bei Verdrehung des Trichterschwimmers 61 über 450 aus der Nullage zur Hüllkugel wird die aufhängemechanik des Seiles 69 mit verdreht, so-daß das Seil praktisch torsionsunbelastet bleibt. Die Arretierung des Eugelschwimmers 61 erfolgt durch eine Arretierscheibe 80, dieam oberen Teil des Führungsrohres 64 geführt und durch eine hier nicht dargestellte Mechanik nach unten bewegt werden kann, bis der äußere Rand der Arretierscheibe 80, in die Ausnehmung 81 des Trichterschwimmers 61, eingreift. Anstelle des Kardans 66 kann auch eine Membrane 82 (Fig. 7), die aus Metall, Kunststoff oder auch Gummi gefertigt sein kann, verwendet werden. Weiter kann der Zentrierschaft 60 im oberen Teil durch die Magnete 83 und 84, wie schon in der Fig. 1 beschrieben, in der Hochachse zentriert werden. Die horizontale Zentrierung erfolgt über Saphirlagerung 85 und 86, in denen die Schaftenden 87 und 88 des Zentrierschaftes 89 geführt sind.There is also the possibility of the centering shaft 60 (Fig. 6) to in the central part of the ball float 61 to-lead. The bottom and top of the centering shaft 60 is held in ball bearings 62-63, which are in the guide tube 64 and are slidably guided in the support body 65 in the vertical direction. The cardan 66 is expediently screwed into a recess 67 in the ball float Insert 68 attached. Through a guided in the hollow centering shaft 60 The suspension rope 69, which can also consist of several ropes, becomes the ball float 61 held in the vertical axis centric to the envelope ball 70, the suspension rope is here 69 fastened with its upper end in a sleeve 71 which is supported by a spring 72 in their end position is held. The tension of the spring 72 is always slightly larger than the remaining weight of the funnel float. Drch the cushioning of the suspension rope 69 an impermissible load on the rope is to be prevented, what could happen if z0B. the carrying liquid 73 is drained. In In this case, the sleeve 71 is against: the spring pressure by the rope 69 downwards moved until the ball bearing 63 comes to rest on the projection 74 and thus the weight of the ball float 61 receives. The sleeve 71 can also use the ball bearings 75 can be twisted. At z. B. Failure of the envelope ball post-rotation and rotation of the Ball float to the envelope ball could cause the suspension rope 69 to be too high a torsional load Experienced. To prevent this, it is firmly connected to the centering shaft 60 Compass rose 76, a pin 77 is provided, which is in an approx. 900 milled slot 78 of the sleeve 79 engages. When the funnel float 61 is turned over 450 off The suspension mechanism of the rope 69 is rotated with the zero position to the envelope ball, so-that the rope remains practically torsion-free. The locking of the Eugelschwimmer 61 is carried out by a locking disc 80, which is attached to the upper part of the guide tube 64 guided and moved down by a mechanism not shown here can, until the outer edge of the locking disc 80, in the recess 81 of the funnel float 61, intervenes. Instead of the cardan 66, a membrane 82 (FIG. 7), which can be made of metal, plastic or rubber can be used. Further can the centering shaft 60 in the upper part by the magnets 83 and 84, as before described in Fig. 1, are centered in the vertical axis. The horizontal centering takes place via sapphire bearings 85 and 86, in which the shaft ends 87 and 88 of the centering shaft 89 are performed.

Es besteht auch die Möglichkeit die Zentrierung und Arretierung des Trichterschwimmers von unten auszuführen, wie dies in Figur 8 schematisch dargestellt ist. Die Zentrierung kann dabei wie in Figur 7 dargeotellt ausgeführt seine anstelle der kegeligen Ausführung ist jedoch eine zyl. Ausführung der Zentriermagneten 90 zu empfehlen.There is also the possibility of centering and locking the Run the funnel float from below, as shown schematically in FIG is. The centering can be carried out as shown in FIG his instead of the conical design is a cyl. Execution of the centering magnets 90 recommended.

Zweckmä#ig. wird das Gewicht des Zentrierschaftes 89 durch einen Schwimmer 91 kompensiert. Weiter besteht die Mörlichkeit anstelle des beweglichen Zwischengliedes wie Kardan usw. eine marneticsche Zentrierung im zentralen Teil des Kugerlschwimmers vorzusehen. Die Magnete können dabei kegelig wie die meile 8 und 9 in Figur 1 oder wie die Teile 93 in Figur 8 zentrisch ausgeführt sein. Diese Zentrierungsausführung empfieblt sich besonders für stationäre Anlagen.Appropriate. becomes the weight of the centering shaft 89 by a float 91 compensated. Furthermore, there is the possibility of replacing the movable intermediate member like cardan etc. a Marnetic centering in the central part of the ball float to be provided. The magnets can be conical like the miles 8 and 9 in Figure 1 or like the parts 93 in FIG. This centering version is particularly recommended for stationary systems.

Durch die in den Figuren 1 - 8 dargestellten Ausführungsmöglichkeiten, sind die einleitend angeführten Nachteile der bekennten Kreiselkompassausführungen behoben,. Insbesondere kann auf die elektrolytische Energieübertraun und damit der Isolierung des Kugelschwimmers und der Hüllkugel verzichtet werden, da die Stromzuführung durch Leitung üner den Zentrierschaft und den beweglichen Zwischenglied erfolgt. Durch Fortfall der Isolierung wird die Wäumeableitung wesentlich erleichtert.Due to the design options shown in Figures 1 - 8, are the disadvantages of the known gyrocompass designs mentioned in the introduction Fixed,. In particular, the electrolytic energy transfer and thus the Isolation of the spherical float and the enveloping sphere can be dispensed with, since the power supply takes place by line üner the centering shaft and the movable intermediate member. By eliminating the insulation, the dissipation of Wäum is made much easier.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Claim 1: Gyro float centering and locking, especially for gyrocompasses, the spherical gyro float in its enveloping part, in which it swims in a graphic fluid, centered and is kept practically smoothly, characterized in that # the ball float 1 in its central part, or outside in the equatorial plane via a movable one Intermediate song, e.g.

Cardan 5 on a centering shaft 4, or on the retaining ring 51 provided Centering pins 54 and 55 held centrally in the horizontal plane to the envelope 3 is, the centering of the gyro float 1 to the enveloping sphere in vertical 4 axis through a centering shaft 4, or, for example, guided by the ball float the centering pins 54 and 55, takes place, below or above, or above and below held in the envelope 3 in the vertical direction elastically and practically smoothly are, and that in the vertical axis above or below the ball float 5 or both locking mechanisms are provided.

Claim 2: Gyro float centering system according to Claim 1, characterized in that that the cardan 5 in the central part in a cyl. Implementation 6 is attached.

Claim 3: Gyro float centering system according to Claim 1, characterized in that that the cardan 5 is fastened in an insert part 68 in the ball float 61.

Claim 4: Gyro float centering according to Claims 1 - 3, characterized characterized in that the movable intermediate member consists of a flat membrane 82, from Made of metal, plastic or rubber.

Claim 5: Gyro float centering system according to Claim 1, characterized in that that the movable intermediate member in the central part of the ball float 1 from a magnetic centering.

Claim 6: Gyro float centering according to Ansr-ruch 1, thereby -characterized that the centering shaft connected to the intermediate member 4 by the ball float 2 is carried out, and the ends of which are held magnetically and are centered.

Claim 7: Gyro float centering according to Aspruich 1, characterized in that that the centering shaft 60 extends to the central part of the ball float and In a guide tube 64 fixed to the enveloping ball, movable in a vertical axis is.

Claim 8: Gyro float centering according to Claim 1 and 6, characterized characterized in that a suspension rope 69 leads into the hollow centering shaft, 60 is because # fastened in the lower part of the centering shaft 60 and with the upper end is resiliently held by a spiral spring 72.

Claim 9 Kreiselschwimmeræentrierung nnch Claims 1 - 7, characterized characterized in that the centering shaft 89 at the upper end is magnetized by the magnets 83 and 84 is held and centered.

Claim 10: Gyro float centering according to Claim 1, characterized characterized in that above and below the gyroscopic float on the centering shaft 4, floats 14 and 15 are provided to compensate for the shaft weight.

Claim 11: Gyro float centering system according to Claims 1 and 4, characterized characterized in that the upper float 14 is movably arranged on the centering shaft and has a recess in the lower bottom which fits into the opening of the float.

Claim 12: Gyro float centering system according to Claim 1, 4 and 5, gekennzeichney that the upper end of the centering shaft 4 is hollow and that a pin 39 is guided in the bore with which the Sohwimmer moves from above can be.

Claim 13: Gyro float centering according to Ansopruch 1, 4 and c ;, characterized by the fact that the upper shaft end 54 is hollow - is formed in which is guided by a pin 56 that fits into a recess 57 of the float.

Claim 14: Gyro float centering according to the preceding pronouncements, through this marked because # a course rose 22 and 77 is arranged at the upper end of the shaft.

Claim 45: Gyro float centering according to the preceding claims, characterized in that capacitive segment surfaces 23 below the course rose are provided that are supplied with voltage for the pulse generation of the transmission are.

Claim 16: Gyro float centering according to the preceding claims, characterized in that the upper magnetic ring 8 for temperature compensation on one Temperature compensation body 16 is set.

\ rruch 17: Gyro float centering according to the preceding claims, characterized in that the lower float 15 is provided with a centering ring 456 is, which can be inserted into a guide fixed to the housing for the purpose of locking.

Claim 18: Gyro float centering according to the preceding claims, characterized in that ice screw pin Tz is provided with which the float is locked.

Claim 19: Gyro float centering according to Claim 1, characterized marked because # the gyroscopic float centering and locking of underneath of the ball float takes place, the technical means as in previous Claims are fixed, applied.

L e r s e i t e