DE197735C - - Google Patents
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- DE197735C DE197735C DENDAT197735D DE197735DA DE197735C DE 197735 C DE197735 C DE 197735C DE NDAT197735 D DENDAT197735 D DE NDAT197735D DE 197735D A DE197735D A DE 197735DA DE 197735 C DE197735 C DE 197735C
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/34—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
- G01C19/38—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation
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- Remote Sensing (AREA)
- Gyroscopes (AREA)
Description
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||
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
KLASSE 42 c. GRUPPE
MAX BIRK in MÜNCHEN.
Bei jedem zu Kompaßzwecken ο .'dgl. dienenden
Gyroskop treten Reibungserscheinungen in denjenigen Stellen auf, an denen die die Bewegungsfreiheit des Gyroskops ermöglichenden
kardanischen Ringe oder ähnliche Vorrichtungen drehbar gelagert sind. Zu
diesen Lagerreibungen tritt dann noch der durch die zur elektrischen Stromzufuhr notwendigen
Schleiffedern entstehende Reibungswiderstand hinzu. Alle diese Erscheinungen
führen Reaktionsbewegungen des Kreisels
' herbei, die ihrerseits falsche Angaben verursachen.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine Einrichtung zur Erhöhung des Trägheitsmoments
bei eintretender Drehung des Aufstellungsortes um eine Gyroskopachse.
In Fig. ι und 2 ist eine beispielsweise Ausführungsform
in Fig. ι in Draufsicht, in Fig. 2 im Grundriß dargestellt.
Um die vertikale Achse α ist ein gabelartiger
Träger b drehbar gelagert, in welchem die horizontale Achse c ruht. Auf dieser
Achse sitzt die eigentliche Gyroskopachse d, deren Mittellinie 0-O1 als ideelle Rotationsachse
des Gyroskops (Gyroskophauptachse) gedacht ist. An den beiden gegabelten Enden dieses Trägers d sind nun in genau gleichem
Abstand von der Achse c zwei Rahmen K1
und W2 in Lagern Wi1, m2 parallel zur Achse c, c
drehbar gelagert. In den beiden selbst ausbalancierten Rahmen sind zwei Kreisel Jc1
und &2, von denen jeder für sich angetrieben
wird, so gelagert, daß ihre Rotationsachsen bei ungestörtem Betrieb in der Linie 0 - O1
liegen. Um nun diese mit den Rahmen W1, H2
in der Vertikalebene schwenkbaren Kreisel so fest zu halten, daß sich ihre Rotationsachsen
in der durch den Rahmen d gebildeten Ebene befinden, sitzen an den Zapfen mv m2 fest
damit verbunden die zweiarmigen Hebel J1, f.2,
die durch ein Gestänge g unter sich und mit einem um die Achse c drehbaren, ebenfalls
zweiarmigen Hebel h verbunden sind. An den Enden dieses Hebels h sind nun z. B.
vier igleichgespannte Spiralfedern s mit ihrem'
einen Ende befestigt, während die anderen Enden mit dem Rahmen d fest in Verbindung
stehen. Die Länge dieser vier Federn ist so gewählt, daß sie, solange kein einseitiger
Zug auftritt, das Gestänge g und damit die zwei Rahmen W1, n.2 in einer solchen Lage
festhalten, daß die Achsen der Schwungkörper mit der ideellen Gyroskopachse zusammenfallen.
Ist nun ein wie eben beschrieben ausgebildeter Apparat etwa auf einem Schiff als
Kompaßefsatz aufgestellt und führt das Schiff z. B. eine Drehung aus, so wird in dem die
Vertikalachse des Gyroskops tragenden Lager i ein Reibungswiderstand und damit, ein gewisses
Drehmoment entstehen. Auf Grund der Kfeiselgesetze werden nun die Kreisel bestrebt sein, eine Reaktionsbewegung auszuführen,
und zwar wird in diesem speziellen Fall, ähnlich wie beim Schlick sehen Schiffskreisel, eine Elevationsbewegung erfolgen.
Wären nun die Schwungkörper fest in dem
Rahmen d gelagert, so würde tatsächlich der ganze Rahmen d eine Bewegung um die
Achse c ausführen.
Nach vorliegender Erfindung sind aber die Schwungkörper bzw. die sie tragenden Rahmen
K1, K2, von denen ja diese Reaktionsbewegung
ausgeht, selbst drehbar innerhalb des Rahmens d gelagert und können sich somit,
ohne die ideelle Gyroskopachse in Mitleidenschaft zu ziehen, aus der Lage χ, χ in die
Lagey,y (vgl. Fig. 2) drehen. Ein weiteres
wesentliches Moment der vorliegenden Erfindung besteht nun aber darin, daß diese EIevationsbewegung
durch irgendeine Vorrichtung gedämpft bzw. gebremst, ihr also entgegengewirkt wird. Bei der in Fig. 1 und 2
beispielsweise gewählten Ausführungsform werden zu diesem Zweck die beiden Rahmen
K1, K2 durch an kurzen, gleichlangen Hebein
f angreifende Stangen g, g verbunden und zweckmäßig in der Mitte zwei oder besser
vier Federn s, deren eine Enden an den Stangen g bzw. dem Hebel h und deren andere
Enden an dem Träger d befestigt sind, angeordnet.
Aus dieser so erzeugten Bremsung resultiert sich wiederum auf Grund der Kreiselgesetze
eine Präzessionstendenz, d. h. ein Bestreben des Schwungkörpers, das ganze Gyroskop
um die Vertikalachse zu drehen. Da aber diese Tendenz in jedem der beiden Kreisel gleich stark auftritt, so werden sich,
entsprechenden Drehsinn der Schwungkörper und genau gleiche Entfernung der Angriffspunkte
dieser auf eine Präzession hinzielenden Kräfte von der Vertikalachse vorausgesetzt,
diese beiden Kräfte gegenseitig aufheben. Es wäre jedoch falsch, anzunehmen, daß diese Kräfte damit aufhören zu existieren.
Die beiden Kräfte bleiben vorhanden, und zwar wirken sie in der in der Zeichnung
durch die Pfeile angedeuteten Richtung und bewirken somit eine Erhöhung des Beharrungsvermögens
der freien Achse in der ihr gegebenen Lage gegenüber dem durch den Reibungswiderstand
in i erzeugten Drehmoment. Wesentlich ist hierbei, daß die so erzeugte Trägheitsmomenterhöhung eine relativ große
ist im Vergleich zu dem in i auftretenden Drehmoment, da die durch die geschilderten
Präzessionstendenzen gebildeten Kräfte an einem wesentlich längeren Hebelarm angreifen
als die Drehmomente im Lager i.
Das Wesen vorliegender Erfindung besteht demnach darin, daß jede von außen her auf
die Kreiselachsen wirkende Kraft unter Anwendung besonderer und auf Grund der bekannten
Kreiselgesetze hierzu geeigneter Vorrichtungen dazu verwendet wird, das Beharrungsvermögen
der Gyroskopachse zu verstärken.
Dieser Effekt kann selbstverständlich durch verschiedene Mittel erzielt werden. So können
z. B. an Stelle der beschriebenen Spiralfedern andere Bremsvorrichtungen Verwendung
finden, doch empfiehlt es sich, solche Vorrichtungen zu wählen, die zugleich als
Kraftsammler wirken, d. h. die auf sie geäußerten Kraftwirkungen (infolge ihrer Elastizität
o. dgl.) wieder zurückgeben. So könnte z. B. die gleiche Wirkung dadurch erzielt
werden, daß man an den beweglichen Rahmen Hebel anbringt, deren Enden sich bei eintretender
Elevation nähern und dadurch ein sie verbindendes elastisches Zwischenglied zusammendrücken,
und ähnliche Einrichtungen.
Ein anderer wichtiger Bestandteil der geschilderten Vorrichtung besteht darin, daß
die beiden die Schwungkörper tragenden, um horizontale Zapfen schwenkbaren Rahmen
auf irgendeine geeignete Weise unter sich in Verbindung gebracht sind, um eine gleichmäßig
starke Beeinflussung beider durch auftretende Drehmomente herbeizuführen. Von
dem gleichen Gesichtspunkt aus erscheint' es auch am zweckmäßigsten, eine gemeinsame
Bremsvorrichtung anzuordnen, die an dem die beiden Rahmen verbindenden Gestänge o. dgl. angreift und somit auf beide Kreiselachsen
gleich stark wirkt. '.'.'. '
Aber selbst ein nach vorstehenden Angaben konstruiertes Gyroskop dürfte noch Störungen
ausgesetzt sein, wenn nicht besondere Rücksicht a.uf Lagerung der Schwungkörper in
den beiden Rahmen genommen würde. Es erfolgt nämlich bei eintretender Elevation
der Kreiselachsen eine Verschiebung der Angriffspunkte der auf eine Präzession hinzielenden
Kräfte derart, daß der eine Hebelarm verkürzt, während der andere zugleich v'erlängert
wird. Es wäre also der oben angeführten Forderung des Angreifens an zwei genau gleichen Hebelarmen nicht genügt und
würde hiermit ein einseitiges Überwiegen einer der Präzessionstendenzen stattfinden,
woraus sich eine unerwünschte Drehung um die Vertikale ergeben würde! Diesem Übelstand
wird nach vorliegender Erfindung dadurch abgeholfen, daß im Gegensatz zu der gebräuchlichen Lagerung an den Enden einer
längeren Welle die Lager der Kreiselachsen möglichst nahe an der Symmetrieebene der
Schwungmassenkörper, z. B. wie aus Fig. 1 ersichtlich, angeordnet sind, wodurch selbst
bei eintretender Neigung ein Angreifen der auf eine Präzession hinzielenden Kräfte an
gleichlangen Hebelarmen gewährleistet und damit ein einseitiges Überwiegen derselben
und eine hieraus sich ergebende Drehung um die Vertikale unmöglich gemacht wird.
In gleicher Weise kann auch das Beharrungsvermögen der ideellen Gyroskopachse
um die horizontale Achse durch sinngemäße Anwendung des oben beschriebenen Prinzips
erhöht werden.
Claims (3)
- Patent-Ansprüche:ι. Einrichtung zur Erhöhung des Trägheitsmoments bei Gyroskopen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungkörperίο :in einem um eine horizontale Achse dreh-,baren Träger in gleichem Abstand von der Achse in um horizontale Achsen !drehbaren Rahmen gelagert werden, wobei diese beiden Rahmen mit einer der Elevation entgegenwirkenden Vorrichtung 'versehen sind, derart, daß an den Enden des gemeinschaftlichen Trägers in gleichem /Abstand von der Achse zwei gleich große, in gleicher Richtung wirkende, das Be-,harrungsvermögeri erhöhende Präzessionstendenzen entstehen.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden beweglichen Rahmen durch entsprechende Gestänge miteinander derart in Verbindung und unter dem Einfluß einer gemeinsamen, z. B. aus Federn o. dgl. bestehenden Brems- bzw. Dämpfvorrichtung stehen, daß durch auftretende Drehmomente eine gleich starke Beeinflussung beider Kreiselachsen und.eine gleich starke Bremswirkung erzielt, wird.
- 3. Ausführungsform der Schwungkörperlagerung bei der in Anspruch 1 gekennzeichneten Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager möglichst nahe an der. Symmetrieebene der Schwungkörper angeordnet sind, um die Angriffspunkte der bei der Elevation entstehenden Kräfte möglichst symmetrisch zu erhalten und dadurch störende Präzessionsinomente zu vermeiden.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.6EBLIN. Gedruckt in der reichsdruckerei.
Publications (1)
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---|---|
DE197735C true DE197735C (de) |
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ID=460600
Family Applications (1)
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