DE1792219U

DE1792219U - GYRO COMPASS.

Info

Publication number: DE1792219U
Application number: DEA13047U
Authority: DE
Original assignee: Anschuetz and Co GmbH
Current assignee: Raytheon Anschuetz GmbH
Priority date: 1959-03-14
Filing date: 1959-03-14
Publication date: 1959-07-16

Description

Kreiselkompaß Bei einem Kreiselkompaß ist es erforderlich, den Kreisel an die Erddrehung zu fesseln. Dies ist u. a. dadurch möglich, daß der Kreisel in einen Schwimmer, der als Kugel ausgebildet sein kann und dessen Schwerpunkt unter dem Auftriebsmittelpunkt liegt, eingebaut wird. Es ist eine Ausführung bekannt, bei der eine solche Kreiselkugel zwei gekoppelte und federgefesselte Kreisel zur Verhinderung des Schlingerfehlers enthält. Dadurch wird erreicht, daß die Kreiselkugel auch um die N/S-Achse eine große Schwingungdauer erhält. Durch die dadurch erreichte Stabilität um die horizontalen Achsen behält die Kreiselkugel auch bei Beschleunigungen des Fahrzeuges ihre horizontale Lage mit hoher Genauigkeit bei. Es ist daher möglich, außer dem Azimut auch die Neigungen des Fahrzeuges gegenüber der weitgehend raumfesten Kreiselkugel ablesen zu können. Gyrocompass A gyrocompass requires the gyro to tie to the rotation of the earth. This is i.a. possible because the gyro in a float, which can be designed as a ball and whose focus is below the center of lift is installed. A version is known in which such a gyroscope ball has two coupled and spring-bound gyroscopes Contains prevention of the roll error. This ensures that the top ball also has a long period of oscillation around the N / S axis. Through the thereby achieved The gyro sphere maintains stability around the horizontal axes even when accelerating of the vehicle their horizontal position with high accuracy. It is therefore possible in addition to the azimuth, the inclination of the vehicle in relation to the largely fixed space To be able to read the gyro ball.

Bei den bisher bekannten Kompassen dieser Bauart ist die Kreiselkugel in einem allseitig geschlossenen und undurchsichtigen Gefäß gelagert, das in einzelnen Fällen mit einem kleinen Fenster versehen ist. Diese Kompasse sind nicht für eine direkte und laufende Ablesung der Kugel eingerichtet. Es ist eine Abtastung vorhanden, die den Azimut der Kreiselkugel auf eine Kreiselrose überträgt. Es bedeutet nun eine bedeutende Vereinfachung, wenn die mit einer Rosenteilung versehene Kreiselkugel im Azimut und Horizont direkt ablesbar ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kreiselkugel in einem weitgehend durchsichtigen oder mit entsprechenden Fenstern versehenen Gefäß untergebracht und das gesamte Gerät so aufgebaut ist, daß es vor dem Rudergänger Aufstellung finden kann. Auf diese Weise kann die Lage des Fahrzeuges gegenüber der raumfesten Kreiselkugel im Azimut und im Horizont gut übersehen und anhand der gehäusefesten Marken abgelesen werden. Die bei der Fahrt des Fahrzeuges außer den Kursänderungen zu erwartenden Relativbewegungen des Steuerstriches gegenüber der raumfesten Kugel werden erfahrunggemäß von dem Beobachter gemittelt, so daß sowohl der Kurs als auch der Horizont mit ausreichender Genauigkeit abgelesen werden können. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei diesem Aufbau dadurch, daß die sonst übliche kardanische Lagerung des Flüssigkeitsbehälters wegfällt. Durch den einfachen Aufbau wird dieses Gerät im Vergleich zu den bisherigen Ausführungen sehr klein und leicht. In the previously known compasses of this type, the gyro sphere is used stored in an opaque vessel closed on all sides, the individual Cases with a small window. These compasses are not for one direct and continuous reading of the ball set up. There is a scan which the azimuth the gyro ball transfers to a gyroscope rose. It now means a significant simplification if the one provided with a rose division Gyro sphere in azimuth and horizon can be read directly. This is according to the invention achieved in that the gyro ball in a largely transparent or with corresponding window provided vessel housed and the entire device so is set up so that it can be positioned in front of the helmsman. In this way the position of the vehicle in relation to the fixed gyro sphere in azimuth and can be easily overlooked in the horizon and read from the marks fixed on the housing. The relative movements to be expected when the vehicle is moving, in addition to the course changes of the control line against the spatially fixed sphere are experience based on the Observer averaged so that both the course and the horizon with sufficient Accuracy can be read. Another advantage results from this Structure in that the otherwise usual gimbal mounting of the liquid container ceases to exist. Due to the simple structure, this device is compared to the previous ones Very small and light versions.

Bekanntlich hat jeder Kreiselkompaß einen sogenannten Fahrtfehler, dessen Größe und Vorzeichen von der Fahrtgeschwindigkeit des Fahrzeuges, seinem Kurs und der geographischen Breite abhängig ist. Es ist bekannt, Vorrichtungen anzubringen, die in Abhängigkeit von diesen drei Größen den Steuerstrich oder die Rose so verstellen, daß der wahre Kurs abgelesen werden kann. Eine solche Vorrichtung kann auch hier verwendet werden, um den Steuerstrich um den Fehlbetrag zu verstellen oder um mit Hilfe eines am Kompaßgehäuse befestigen Rechengerätes, nach Eingabe der drei Daten, diese Verstellung zu erreichen. It is well known that every gyro compass has a so-called driving error, its size and sign on the speed of the vehicle, its Course and latitude depends. It is known to attach devices which adjust the tax line or the rose depending on these three sizes, that the true course can be read. Such a device can also be used here can be used to adjust the tax line around the shortfall or to use Using one to attach to the compass housing Calculating device, after input of the three dates to achieve this adjustment.

Bei der Flussigkeitslagerung der Kreiselkugel tritt keine relative Translationsbewegung des Gehäuses gegenüber der Kugel auf, wohl aber den Schlinger-, Stampf-und Gierbewegungen entsprechende Verdrehungen. Diese Bewegungen lassen sich wie folgt definieren : Schlingern ist eine Drehung um eine schiffsfeste Längsachse, Stampfen eine Drehung um eine horizontale dazu rechtwinklige Achse, Gieren eine Drehung um eine vertikale Achse. In the liquid storage of the top ball, there is no relative Translational movement of the housing in relation to the ball, but the rolling, Pitch and yaw movements corresponding twisting. These movements can be define as follows: rolling is a rotation around a ship's fixed longitudinal axis, Pound one rotation around a horizontal axis at right angles to it, yaw one Rotation around a vertical axis.

Es handelt sich also um kein rechtwinkliges Koordinatensystem. Diese Definition hat aber für die theoretische und praktische Behandlung des Problems große Vorteile. So it is not a right-angled coordinate system. These But definition has for the theoretical and practical treatment of the problem great benefits.

Bekanntlich sind die Schlingerbewegungen eines Schiffes wesentlich größer als die Stampfbewegungen. Es ist daher im vorliegenden Falle vorteilhaft, den Steuerstrich um eine Horizontalachse drehbar zu lagern und durch eine Pendelaufhängung dafür zu sorgen, daß der Steuerstrich vorwiegend eine vertikale Lage hat. Wenn dieses Pendel sich innerhalb des Flüssigkeitsbehälters befindet, werden seine Schwingungen gedämpft, so daß es höchstens den Scheinlotwinkel annehmen, aber nicht dazu neigen wird, darüber hinaus zu schwingen. It is well known that the rolling movements of a ship are essential greater than the pitching movements. It is therefore advantageous in the present case, to store the control line rotatable about a horizontal axis and by a pendulum suspension to ensure that the control line has a predominantly vertical position. If this Pendulum is located inside the liquid container, its oscillations attenuated, so that it can at most assume the plumb angle, but not tend to it will vibrate beyond that.

Dadurch wird die Ablesung erleichtert, und es treten im wesentlichen nur Relativbewegungen in der vertikalen Richtung gegenüber der Kugel auf.This makes the reading easier and it essentially occurs only relative movements in the vertical direction with respect to the sphere.

Die Gierbewegungen sind tatsächliche Kursänderungen des Schiffes, die aber nur Schwingungen um den Kurs bedeuten und daher für diese Betrachtungen nicht von Bedeutung sind. The yaw movements are actual course changes of the ship, which only mean oscillations around the course and therefore for these considerations are not important.

Bekanntlich tritt bei der Übertragung von Winkeln über ein Kardangelenk der sogenannte Kardanfehler auf, der sich bei einem Kompaß bei nicht richtig ausgeführter kardanischer Lagerung als ein Kursfehler der Ablesung bemerkbar macht. It is known that when angles are transmitted via a universal joint the so-called cardan error, which occurs in a compass if it is not executed correctly cardan bearing as a course error in the reading.

Die vorstehend beschriebene Anordnung hat nun den Vorteil, daß kein Kardanfehler auftritt. zu Um auch die Ablesungsgenauigkeiten zu vermeiden, die da- durch auftreten, daß der pendelnd gelagerte Steuerstrich ins Scheinlot geht, kann durch besondere Maßnahmen dafür gesorgt werden, daß der Steuerstrich seine vertikale Lage möglichst genau beibehält. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Schwingungszeit des Pendels möglichst lang gemacht wird, was durch Ausbildung als physikalisches Pendel mit hoher Schwingungsdauer oder durch einen kleine Horizontkreisel erreicht werden kann.The arrangement described above now has the advantage that no cardan failure occurs. to In order to avoid the reading accuracies that by occurring that the pendularly mounted control line ins Fake solder goes, special measures can be taken to ensure that the control line retains its vertical position as precisely as possible. This can be achieved by making the oscillation time of the pendulum as long as possible, which can be achieved by designing it as a physical pendulum with a long oscillation period or by using a small horizon gyro.

Um auch die durch das Stampfen hervorgerufenen Relativbewegungen zu vermeiden, kann der Steuerstrich auch vollkardanisch gelagert werden, wobei die äußere Kardanlagerung in Schiffslängsrichtung liegen muß. About the relative movements caused by the pounding To avoid this, the control line can also be stored in a fully cardanic manner, with the outer cardan bearing must be in the longitudinal direction of the ship.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. In diesen zeigen Fig. I eine Seitenansicht des Kompasses, Fig. II eine Ansicht, Fig. III eine Ansicht mit angebrachtem Fahrtverbesserungsgerät, Fig. IV eine der Fig. II entsprechende Seitenansicht einer Ausführungsform des Kreisels, bei der der Steuerstrich eine Pendelaufhängung aufweist, und Fig. V einen Grundriß eines Kreiselkompasses mit vollkardanischer Lagerung des Steuerstriches. In the drawings are various embodiments of the invention illustrated. In these, Fig. I shows a side view of the compass, Fig. II is a view, FIG. III is a view with the drive improvement device attached, Fig. IV a side view corresponding to FIG. II of an embodiment of the gyroscope, in which the control line has a pendulum suspension, and Fig. V is a plan view a gyro compass with a fully cardanic bearing of the control line.

Auf dem Gehäuse 1 befindet sich der ganz oder teil- weisedurchsichtige Tragflussigkeitsbehälter 2.. Befestigt an dem Tragfltissigkeitsbehälter sind die stromzufahrenden Kalotten 3. In ihm schwimmt die Kreiselkugel 4 mit den leitenden Oberflächen 5 und der Rosenteilung 6. Der Steuerstrich 7 ist entweder fest mit dem Gehäuse verbunden oder mit dem Gerät 8 als Funktion des Kurses, der Fahrtgeschwindigkeit und der geographischen Breite in Richtung der Pfeile verstellbar. An den an dem Gehäuse angebrachten Marken 9 ist die Horizontlage gegenüber dem Mittelstrich 10 der Kreiselkugel ablesbar.On the housing 1 is the wholly or partially transparent hydraulic fluid container 2 .. attached The ones to be powered are on the hydraulic tank Domes 3. In it floats the gyro ball 4 with the conductive surfaces 5 and the rose division 6. The control line 7 is either permanently connected to the housing or adjustable with the device 8 as a function of the course, speed and latitude in the direction of the arrows . The position of the horizon relative to the center line 10 of the top ball can be read from the marks 9 attached to the housing.

Die in Fig. IV gezeigte Ausfahrungsform unterscheidet sich von derjenigen der Fig. I und II dadurch, daß der Steuerstrich 7 von einem Pendel getragen wird, das um eine waagerechte Achse drehbar im Gehäuse 1 gelagert ist. Der Steuerstrich nimmt daher vorwiegend eine vertikale Lage ein. Da sich das Pendel innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 1 befindet. sind seine Schwingungen gedämpft. Es verbleibt daher etwa in der Richtung des Scheinlotes. Dadurch wird die Ablesung erheblich erleichtert. The embodiment shown in Fig. IV differs from that I and II in that the control line 7 is carried by a pendulum, which is rotatably mounted in the housing 1 about a horizontal axis. The tax stroke therefore predominantly occupies a vertical position. Since the pendulum is within the Liquid container 1 is located. its vibrations are dampened. It remains therefore roughly in the direction of the note solder. This makes the reading significant relieved.

Bei der in Fig. V im Grundriß gezeigten Ausgestaltung des Kreiselkompasses ist der Steuerstrich 7 durch zwei Kardanringe aufgehängt, deren waagerechte Pendelachsen rechtwinklig zueinander verlaufen. Der äußere Kardanring ist am Behälter 2 gelagert und trägt seinerseits den an ihm gelagerten inneren Kardanring, an welchem der Steuerstrich 7 angebracht ist. Mit dem inneren Kardanring ist ein Pendelgewicht verbunden, das diesen Ring waagerecht zu halten sucht. Die Achse der im Behälter 1 gelagerten Zapfen des äußeren Ringes liegen in der Längsrichtung des Schiffes. In the embodiment of the gyrocompass shown in plan in FIG the control line 7 is suspended by two gimbals whose horizontal pendulum axes run at right angles to each other. The outer gimbal is by Container 2 stored and in turn carries the inner cardan ring mounted on it, on which the control line 7 is attached. With the inner gimbal is a Connected pendulum weight, which seeks to hold this ring horizontally. The axis of the in the container 1 mounted pins of the outer ring lie in the longitudinal direction of the Ship.

Claims

"Gyrocompass" protection speech 1. Gyrocompass with in known Way free-floating in a carrying fluid mounted two-rotor ball, thereby characterized in that the housing surrounding the gyroscope ball to a large extent consists of clear material that allows a reading of the course and a reading of the horizon around two mutually perpendicular axes.

2. Gyro compass according to claim 1, characterized in that the Control stroke can be adjusted by the known amount of the travel error.

3. Gyro compass according to claim 1, characterized in that the Control line can be adjusted with the help of a calculator attached to the device can.

4. Gyro compass according to claim l, characterized by half or fully cardanic storage of the control line (7).

5. Gyro compass according to claim 4, characterized in that the outer cardan axis of the bearing of the control line in the longitudinal direction of the ship runs.

6. Gyro compass according to claim 1, characterized in that the Control stroke is carried by a pendulum with a long oscillation period.

7. Gyro compass according to claim 6, characterized in that the Pendulum is stabilized by a gyro.