DE2018056A1 - Kreiselgerat - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 2018058

dipping. H. LEINWEBER dipling. H. ZIMMERMANN

T»i.-Adr. MnpatMttndim T.l.fon (ItII)MIfIf

d.n 15. April 1970

Unter Zaichan

Z/Vte/Kg 70-GE KABUSHIKIKAISHA TOKYO KEIKI SEIZOSHO, Tokyo (Japan)

Kreiselgerät Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P 16 73 918.7-52)

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kreiselgerät (Gyroskop) nach Patent (Patentanmeldung P 16 73 918.7-52).

Das Kreiselgerät geinäss der Erfindung kann als integriertes Navigationsinstrument in Schiffen od.dgl. Anwendung finden und dient insbesondere als Kreiselkompass zur Azimutbestimmung und zur Ermittlung und Anzeige der geographischen Lange und Breite des Schiffsstandortes od.dgl., sowie dessen Roll- und Stampfwinkel.

Mit bekannten Trägheitsnavigationsinstrumenten kann der Standort von Schiffen od.dgl. ermittelt una angezeigt werden. Diese Instrumente haben jedoch schwerwiegende Nachteile aufgrund ihrer Aufwendigkeit, ihres komplizierten Aufbaus, betätigungsweise und Wartung, so dass sie beim derzeitigen Stand der Technik nur in engen Grenzen einsetzbar sind.

Hauptziel der Erfindung ist die Herstellung eines billigen, einfach gebauten, leicht zu handhabenden Hochpräzisionskreiselgerätes, mit dem eine fortlaufende Ermittlung und Anzeige der

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geographischen Länge und Breite des Standortes von Schiffen od. dgl. luöglich ist.

l)as erfindungsgeraäsae Kreiselgerät dient zur Bestimmung des Azimut und hat eine höhere Präzision wie aie bekannten Kreiselgeräte.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist üie Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht des erfindungsgemässen Systems,

Fig. 2 eine schematische perspektivische .ansicht einer Ausführungsforiii der Erfindung,

Fig. 3A bis 3C Blockschaltungen zur Erläuterung der Arbeitsweise einer Folgeeinheit des Kreiselgerätes von Fig. 2, .

Fig. 4A und 4B Blockschaltungen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Steuerungssystems für das Kreiselgerät gemäss der Erfindung,

Fig. 5 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Teils des Kreiselgerätes gemäss Fig. 2, und

Fig. 6 eine schematische, perspektivische Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemässen Kreiselgerätes.

Fig. 1 zeigt schematisch den Grundgedanken des Systems zum Ermitteln der geographischen Breite und des Azimuts, also des wesentlichen Bestandteils· des erfindungsgemässen Kreiselgerätes. Ein Kreiselgehäuse 4a enthält einen Kreisel, der auf nachstehend beschriebene Weise von einem Halterungsfuss 10a getragen ist. Der Kreisel ist im Kreiselgehäuse 4a in dessen Mittelpunkt 0 angeordnet und in hohe Umlaufgeschwindigkeit versetzt. Der Vektor des Winkeldrehuioments des sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden

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Kreisels ist durch einen Pfeil H bezeichnet, Es sei angenommen, dass sich.der Kreisel in diesem Fall im Uhrzeigersinn um seine Drehachse dreht, die sich/zusammen mit dem Vektor H vom Punkt .0 aus erstreckt; die bewegung (Drehung) im Uhrzeigersinn ist von der Seite/des Betrachters der Kreiseleinheit von Fig. 1 aus ge- ^enen. Am Kreiselgehäuse 4a sind Zapfwellen 5a und 5a * befestigt, die die Drehachse des Kreisels rechtwinklig schneiden. Die freien Enden der Zapfenwellen 5a und 5a¹ sitzen an einem vertikalen Ring 6a, der die Drehung des Kreiselgehäuses 4a um die Achse der Zapfenwellen 5a und 5a¹ ermöglicht.

An dem vertikalen Ring 6a sind rechtwinklig zu den ZapfenweIlen 5a und 5a¹ horizontale Zapfenwellen 7a und 7a* befestigt, die an ihren freien Enden an einem Halterring 8a angelenkt sind, der in Fig. 1 im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Der vertikale Ring 6a ist in bezug auf den Halterring 8a um die Zapfenv.ellen 7a und 7a¹ frei drehbar. Der Halterring 8a ist am Halterungsfuss 10a unmittelbar oder mittels eines beliebigen Tragteils befestigt.

Eine Anordnung wie die vorstehend beschriebene könnte allgemein als ein Gyroskop G mit drei Freiheitsgraden bezeichnet werden,falls die lager der Zapfenwellen 5a und 5a^f sowie 7a und 7a¹ reibungsfrei wären. Solange von aussen kein Drehmoment am Gyroskop G angreift, bleibt das Winkeldrehmoment des Gyroskops G konstant und die Richtung der Kreiseldrehachse, also die Richtung des Vektors H des ninkelärehmoments ist nach dem Newton¹sehen Gesetz von der Erhaltung aes Winke!drehmoments in bezug auf den absoluten Raum (Trägheitsrauiü) konstant. Es wird nun von dem Mittelpunkt 0 des Kreisels aus eine Gerade a in Richtung des Vektors H gezogen und eine weitere Gerade ON in einer Horizontalebene parallel zum Meridian durch den Mittelpunkt 0 des Kreisels gelegt und auf diese Gerade OW ein gewünschter Punkt B aufgetragen. Sodann werden auf 'einer Geraden b, die senkrecht zur Geraden ON verläuft und dieüöir.r Punkt B in aer Horizontalebene schneidet, zwei Punirte i¹ und "Vt 'festgeöetzir. '

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In aen Punkten E und- W werden ferner die Lote c bzw. d errichtet und funkte E¹ und W¹ so festgelegt, aass üjan eine die Punkte verbindende Strecke Ji]¹W¹ parallel zur Strecke Ew erhält. Der Punkt, in cem die Gerade a eine s°o erhaltene Fläche EW E¹W schneidet, sei mit S bezeichnet. Nun wird vom Punkt b aus das Lot auf die Strecke Ew gefällt und dessen Fusspunkt init λ bezeichnet. Der /änkel zwischen Qen Strecken Oa und OS ist mit Q und cer Mnkel zwischen den Strecken OB und Oa mit j6 bezeichnet. F-ills der Kreisel, nicht auf einer hohen geographischen Breite liegt, v/ander der Jr'uniit S zeitweise auf der Fläche EWn ¹E¹ längs der gestrichelten Linie i. Die Strecke OS stimmt mit der Richtung der Kreiseldrehachse überein und ist deiuzufolge in bezug auf den absoluten Raum unveränderlich, während die Fläche EhW¹E¹ in bezug auf die Erde fixiert ist und daher auch der Erddrehung unterliegt. M.jh legt eine Gerade e durch den Mittelpunkt 0 des Kreiselgehäuses 4a und parallel zur jUrddrehachse und bezeichnet ihren Schnittpunkt mit der Ebene EiMf¹E' Mt P. Der Punkt P liegt in einer Geraden f, die die Gerade EW .im 'Punkt B senkrecht in der Fläche EViWE¹ schneidet und ein Winkel BOP entspricht der geographischen Breite des Ortes, an dem sich der Kreisel befindet. Die Strecke OS entspricht der Kreiseldrehachse und ist foglich in bezug auf den absoluten Raum unveränderlich, wenn die Fläche EWW¹E¹ auf der Erdoberfläche liegt, "■'ändert sie in bezug auf den absoluten Raum in Erdumdrehung mit. Die Strecke OS beschreibt daher eine konische Bewegungsbahn um die Strecke OP und der geometrische Punkt des Punktes S auf der Fläche EVyW¹E¹ hat die Form einer Ellipse. Der Punkt S bewegt sich hierbei in der Weise um den Punkt P - wie durch die gestrichelte Linie i dargestellt - während der Winkel SOP konstant bleibt; die Zeitdauer eines Kreisumlaufs des Punktes S beträgt annähernd 24 Stunden.

Im Rahmen des vorbeschriebenen Systems ist durch eine Vorrichtung, die durch fortlaufende Steuerung des Kreisels derart betätigbar ist, dass der Punkt S im Punkt P gehalten wird, eine fortlaufende und genaue Ermittlung der geographischen Breite und > des Azimuts an jedem beliebigen Punkt der Erdoberfläche durch

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Mesung des Winkels POB und der Richtung der Strecke OB ermöglicht.

Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, einen Kreisel auf völlig unterschiedliche Weise wie bei einem herkömmlichen Kreiselkompass zu steuern. Wird der Punkt S von der Geraden f weg nach Osten verlagert (in Richtung der Strecke EE¹ in. Fig. 1), dann wird der Winkel Q ständig grosser, während dieser Winkel Q bei einem Auswandern des Punktes S von der Geraden f weg nach Westen (in Richtung der Strecke WW¹ in Fig. 1) ständig abnimmt. Die Massnahmen zur Steuerung des Kreisels umfassen im Rahmen der Erfindung

1) die Ermittlung eines Zeitdifferentials Q des Winkels Q und

2) das Anlegen eines Drehmoments um die Horizontalachse des Kreisels, nämlich um die Zapfenwellen 7a und 7a*, das im wesentlichen proportional zum Differential θ ist. Wenn hierbei das Differential •Θ positiv ist, wenn der Winkel θ anwächst, wird das zur Steuerung dienende Drehmoment derart um die Zapfemvellen 7a und 7a¹ angelegt, dass die Kreiseldrehachse in Fig. 1 entgegen dem Uhrzeigersinne präzessiert und eine Verringerung des Winkels BOl, also von 0 bewirkt. Wenn der Wert des Differentials Q negativ ist, wenn der Winkel Q abnimmt, wird das zur Steuerung dienende Drehmoment in gleicher Weise derart an den Kreisel angelegt, dass die Kreiseldrehachse im Uhrzeigersinne präzessiert und eine Verringerung von 0 bewirkt. Ist hingegen das Differential Q des Winkels Q positiv, ä liegt der Punkt S weiter ostwärts als die linie f, wie aus der ! obigen Beschreibung ersichtlich ist. Wird in diesem Fall an den j Kreisel eine Drehmoment ja it einer Drehung um die Zapfenwellen 7a j j und 7a¹ im Uhrzeigersinne angelegt (von der Zapfenwelle 7a¹ zur 'ι Zapfenwelle 7a hin betrachtet), dann hat die, im Kreisel erzeugte Präzession das Bestreben, den Punkt S in Richtung zur Geraden f ^; zu bringen, nämlich in einer in Fig. 1 durch die Pfeile a-^ ange- ! deuteten Richtung. Als Folge hiervon bewegt sich der Punkt S nicht ι frei auf seiner Ortskurve i, sondern beschreibt eine zur Geraden f j gerichtete Ortskurve, wie sie durch i-| bezeichnet ist. Sobald der Punkt S die Gerade f passiert, dreht er sich um den Punkt P und * wandert unter dem Einfluss der Erddrehung nach unten. Gleichzeitig

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mit der Abwärtsbewegung des Punkted S beginnt die Einwirkung eines dem Wert des Differentials Q im wesentlichen proportionalen Drehmoments auf die horizontalen Zapfenwellen 7a und 7a¹, wobei das Drehmoment ein Schwenkmoment im Uhrzeigersinne um ciie Zapfenwellen 7a und 7a¹ hat (von der Zapfenwelle 7a in Richtung zur Zapfenwelle 7a¹ gesehen). Hierdurch wird eine träzessionsbewegung im Kreisel hervorgerufen, bei welcher der Punkt S abermals aer Geraden f angenähert wird', nämlich in aer in Fig. 1 durch die Pfeile a.^ bezeichneten Sichtung. Falls also der Kreisel keiner Steuerwirkung unterliegt, vollzieht der Punkt eine ungedämpfte, periodische Bewegung, indem er sich nämlich entlang der gestrichelten Linie i. bewegt. Nun wird aber im Rahmen der Erfindung in der vorgeschriebenen »yeise an den Kreisel ein im wesentlichen dem Wert aes Differentials Q des Winkels θ proportionales Drehmoment um die Zapfenwellen 7a und 7a¹ in der vorbezeichneten Richtung angelegt, so dass der Punkt S schliesslich mit dem Punkt P zusammenfällt, nachdem er die spiralenförmige Ortskurve i-| durch eine gedämpfte, periodische Bewegung durchlaufen hat.. Wird eine ungefähr proportionale Konstante eines Drehmoments, die im wesentlichen proportional zum Wert des Differentials θ ist, oder eine Proportionalkonstante eines Drehmomentes, die genau proportional zu θ ist, vergrössert, so geht die beschriebene Bewegung des Punktes S allmählich in eine aperiodische über und wird schliesslich in einer Geraden, wie durch die ausgezogene Linie ±2 angedeutet, so dass der Punkt S auf einer im wesentlichen geraden Bahn zum Punkt P hingeführt wird. Wenn also die periodische Bewegung eine Periode von ca. 24 Stunden hat, kann der Punkt S, wo er sich auch gerade befindet, binnen weniger Stunden zum Punkt P hingeführt werden.

Bei einem solchen System können also gleichzeitig die geographische Breite und der Meridian unter Zuhilfenahme des Winkels POB bzw. der Geraden OB gleichzeitig ermittelt und angezeigt werden. Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, dass der beschriebene Erfindungsgedanke und die Mittel /zur Lösung der gestellten Aufgabe absolut neuartig sind und dem Aufbau der bekannten Kreiselkompasse und des üblichen Trägheitsnavigationssystems bislang noch nie zugrundegelegt wurden. · _γ_

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Wie aus aer vorstehenden Beschreibung anhand der Fig. 1 hervorgeht, bleibt die Kreiseldrehachse auf jedem Punkt der Erde, an dem sich der Kreisel befindet, parallel zur Ürddrehachse. Bei dem System zum Ermitteln der geographischen länge ist jedoch ein Verfahren angewandt', bei dem die Winkelgeschwindigkeit des Kreisels um seine Drehachse durch einen anderen Kreisel und einen mit diesem zusammenwirkenden Beschleunigungsmesser festgestellt wird. Die WinKielgeschwindigkeitskomponente der Erddrehung wird zum Erzielen der Geschwindigkeit der Schiffe od.dgl. in Ost-ViestJ:iichtung Künstlich von aer ermittelten "Winkelgeschwindigkeit des Kreisels subötrahiert und die Differenz wird integriert, so dass man die geographische Länge (Änderung) erhält, die dem Standpunkt des Schiffes od.dgl. entspricht.

Fig. 2 zeigt eine die Erfindung verkörpernde .anordnung zur Erläuterung der Bauweise des Instruments. Lagerständer 1 una 1^! sina an eineii, Schiff, beispielsweise unter ausrichtung mit dem .Schiffsbug befestigt. Ein Servomotor 2 und ein Rollwinkel-ubertragungssynchronisator 3 sind am Lagerstänaer 1 befestigt. Line Hollkardanaufhängung 4 hat ein Paar Kollzapfenwellen 5 und 5', die über die üufhängung in den Schiffsbug vorragen und jeweils in (nicht dargestellten) Lagern der L gerstänaer 1 und 1¹ gelagert sind, αώ der Rollzapfenwelle 5 ist am freien Ence ein Rollzahnrad 6 befestigt, das in Zahnräder eingreift, die jeweils dem Servomotor 2 und äeLiollwinkelübertragungstynchronisatcr 3 über ein (nicht dargestelltes) Rädergetriebe zugeordnet sind, weiterhin sind Lager 7 und 7^f für Stampfwellen 9 und' 9' an der Rollkardan-.aufhängung 4, una zwar senkrecht zu den Rollza^fenwellen 5, und ^¹ befestigt, sowie zusätzlich ein Stampffolgefuss 10 an eineui Ende der vom Lager 7 getragenen.Stampfwelle 9.

Aw Stampffolgefuss 10 sind ein Stampfservomotor 11, ein Stampfwiniielübertragungssynchroniaator 12 uno ein Sekantengenerator 13 befestigt. Der Sekäntengenerator 13 kann gegebenenfalls äjch fortfallen. An einem Stampf kardan 8 sind ein Paar Stampf zapf enwellen 9 und 9' befebtigt, von denen die Kelle 9 an ihrem einen

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iin.de ein Stampfzahnrad 14 trägt, letzteres steht mit Zahnrädern aes Stampfservomotors 1t, ,· crem Stampfwinkelübertragungssynchronisator 12 una.deiu Sekantengenerator 13 auf aeiu Stampffolgefuss über ein (nicht dargestelltes) Rädergetriebe in Eingriff. Der ötam^fkardan 8 hat hellenlager 15 una 15^f für die Azimutfolger, die senkrecht zu.aen Stampfzapfenwellen 9 und 9' angeordnet sind. Im Bereich aes ftellenlagers 15 des Stampfkardans 8 ist eine Basis 16 für den üzimuti'olger vorgesehen, auf die ein jiziiöutservoiuotor 17, ein ^ziiuut-Übertragungssynchronisator 19 und ein iizimutaufloser 18 aufgebracht sind. Ein Azimutkardan 21 trägt ein Paar AziliiutzapfenweIlen 22 und 22', die senkrecht dazu verlaufen. Die■ AziiLutzajfenwellen 22 und 22^f lagern jeweils in den toe Ilen lagern 15 und 15^! für aie üzimutfolger, die'im üzimutkardan 8 vorgesehen sind, ü'ine aer Azimutzapfenwellen, beispielsweise die fr eile 22, trägt an ihrem einen 'JSnde ein Azimutzahnrad 20, das mit Zahnrädern des üziiiiUtseivoiiiotors 17 zusammenwirkt, sowie dem Azimutauilöser 18 und dem iizimutübertragungssynchronisator 19 über ein (nicht dargestelltes) ßädergetriebe. Das Äzimutkardan 21 trägt Wellenlager 23 und 23' für den Breitenfolger, die senkrecht zu den Azimutzapfenwellen 22 und 22' angeadnet sind, spwie eine Basis 24 für aen Breitenfolger, auf die ein Breitenservomotor 27, ein Breitenauflöser 25 und ein Breitenübertragungssynchronisator 26 aufgebracht sind. '

üiine sogenannte Kreiselplattform 28 ist in diesem Beispiel ringförmig ausgebildet, kann aber auch die Form einer Platte, haben. Die Kreiselplattform 28 hat ein Paar Breitenzapfenwellen 29 und 29^f in Ost-West-Hichtung, die jeweils in den Wellenlagern 23 und 23' für den Breitenfolger im üzimutkardan 21 drehbar gelagert sind.

Ein Kardanring 34 hat erste Zjpfenwellen 35 und 35', die koaxial zu oder parallel mit den Breitenzwapfenwellen 29 und 29* ■der Kreiselplattform 28 angeordnet und um die Breitenzapfenwellen .29 und 29^f drehbar sind. Im Kardanring 34 sind zweite Zapfenwellen 38 und 38* drehbar gelagert, die an einem Kreiselgehäuse 39 befe- ,

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stigt sind, in das ein Kreiselrotor derart eingebracht ist, dass seine Drehachse die ersten Zapfenwellen schneiden kann. Kontaktlose Abweichdetektorvorrichtungen· 40 und 41 ermitteln jeweils die -Winkelabweichung des Kreiselgehäuses 39 um die zweiten Zapfenwellen 38 und 38· und die des Kardanringes 34 um die ersten Zapfenwellen 35 und 35'. Drehmomenterzeuger 36 und 37 erzeugen kontaktlos Drehmomente um die zweiten und ersten Zapfenwellen 38, 38' und 35, 35'.DIe Drehachse des im Kreiselgehäuse 39 untergebrachten Kreiselrotors verläuft senkrecht zu den ersten und zweiten Zapfenwellen 35, 35' bzw. 38, 38'. Die beschriebenen Teile 34, 35, 35', .38, 38', 39, 40, 41, 36 und 37 bilden einen Breitenkreisel32.

Ein Längenkreisel 33 umfasst einen Kardanring 50 mit einer ersten Zapfenwelle 43 und 43', die parallel zur Drehachse des Kreiselrotors des beschriebenen Breitenkreisels 32 verläuft und urn die Zapfenwellen 43 und 43' freies Spiel hat. Ein Kreiselgehäu- se 49 weist einen Kreiselrotor auf, zweite Zapfenwellen 46 und 46', die am Kreiselgehäuse 49 senkrecht zur Drehachse des Kreiselrotors im Kreiselgehäuse 49 und den ersten Zapfenwellen 43 und 43' befestigt sind, sowie zweite Zapfenwellen 46 und 46Γ, die am Kardanring 50 drehbar gelagert sind, eine zweite kontaktlose Abweiehdetektorvorrichtung 47 zum Ermitteln der Winkelabweichung des Kreiselgehäuses 49 um die zweite Zdpfenwelle 46 und 46' in bezug auf den Kardanring 50, eine erste kontaktlose Ibweichdetektorvorrichtung 48 zum Ermitteln der Winkelabweichung des Kardanrings 50^J um die ersten Zapfenwellen 43 und 43' in bezug auf eine Basis 28' (die in der Zeichnung als Ring dargestellt ist, aber auch beispielsweise die Form eines Gehäuses haben kann), sowie Drehmomenterzeuger 45 und 44 zum kontaktlosen Anlagen von Drehmomenten an die ersten und zweiten Zapfenwellen 43, 43' und 46, 46*. An der Basis 28' sind die ersten Zapfenwellen 43 und 43^f drehbar angelenkt, während die Basis 28' selbst an der Kreiselplattforui 28 derart befestigt ist, dass die ernten Zapfenwellen 43 und 4.3' parallel zur Drehachse des Breitenkreisels 32 verlaufen.

Ein Breitenzahnrad 30 ist an der Kreise!plattform 28 koaxial zur Breitenzapfenwelle 29 befestigt und mit dem Zahnradsy-

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.stem des Breitenservoiiiotors/, dem Breitenauflöser 25 und des Breitenübertragungssynchronisierer 26 der Basis 24 für den Breitenfolger gekoppelt. Die Kreiselplattform 28 hat ein koaxial zur Breitenzapfenwelle 29^! angeordnetes Zahnrad 31 auf der gegenüberliegenden Seite des beschriebenen Breitenzahnrads 30 (Fig. 5).

Eine Beschleunigungsmesserplattforiu 51 ist an der Breitenzapfenwelle 29' drehbar befestigt. Die Beschleuni£ungsiDesserplattform 51 hat einen Ost-West-Beschleunigungsmesser 53 mit einer Bebchleunigungsfühlachse, die parallel zur Breitenzapfenwelle 29^f verläuft, einen Nord-Süd-Beschleunigungsmesser 52 mit einer Beschleunigungsfühlachse, die senkrecht zur Breitenzapfenwelle 29* verläuft, einen Servomotor 55, der mit dem Zahnrad 31 in Eingriff steht und eine Winkelabweichdetektorvorrichtung 54 zum kontaktloaen Ermitteln der relativen Winkelabweichung awischen der Beschleunigungsmesserplattform 51 und dem Azimutkardan 21.

Fig. 2 zeigt weiterhin Integrator 58 und 58^T, einen Dämpfer 59, eine Addiervorrichtung 60 und einen Signalgenerator 61.

Fig. 3A, 3B und 3C sind Blockschaltbilder zum Veranschaulichen der Betriebsweise der,Folgevorrichtung für das Gerät von Fig. 2. Eine Vorrichtung zum Isolieren der Kreiselplattform 28 und; der BesenleunlgermesserplattforiD 51 von der Bewegung eines Schiffes od.dgl. besteht aus den kontaktlosen Abweichdetektorvorrichtungen 54, 40 und 48, den Servomotoren 11, 2 und 17 zum Erzeugen ' der entsprechenden Drehmomente, dem Azimutauflöser 18 und dem Breitenauflöser 25.

Aus nachstehend noch beschriebenen Gründen weicht die Kreiselplattform 28 vom Azimutkardan 21 durch einen Winkel der geographischen Breite des gegenwärtigen Standortes des Schiffes ab; die Breitenzapfenwellen 29 und 29^f verbleiben an diesem Standort in Ost-West-Richtung und die lollzapfenwellen 5 und 5' sowie die Sianipfzapfenwellen 9 und 9' sind am Schiff derart befestigt, dass die Sifcandort-BeZiehung zwischen den kontaktlosen Abweichdetektor- ' vorrichtungen 50, 40 und 48 und den Roll-, Stampf- und Azimut--

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zapfenwellen .5 und' 5',-'B- und 9 V 22 und 22' im' allgemeinen in be·-* zug auf aen Haun) oGhwanivt. Dadurch iLüssen die-Koordinaten aes' ermittelten Signals für jede. Folgezapfenwelle umgeformt werden. Es weraen somit iiinKelabweichunfeseignale, die durch·die kontaktlosen.-jib-weichaetektorvorrichtup^en. H-, 40 und 46 in entsprechende elektrische Signale uiiigev/andeIt wurden, an die Auflöser 18 bzw. 25 angelegt.'Bekanntlich erzeugt der auflöser bei Beaufschlagung'mit eine^ Eingangssignal zwei Signale,, die. proportional zuin-Sinus und Kosinus aes ϊίοΐοί drehwinkels sind, renn aas erfinaungsgeiüässe Gerät von Fig. 2 stillsteht, stimmt aie winkelstellung der liotoren üer -4uflöser 16 una 25 ü.it aei. üziUiUt bzw. ae,;, ,dnkel der geo- ·,-■■. graphischen Breite des bchiifsstandortes überein. Die Aus^angssignäle der ^uilöser 18 una 25 ^eiuäss Fig. 3C enthalten den Sinus und aen Kosinus aer'Ürehwinkel aer Rotoren und stellen jeweils aie Lat ueii,- Sinus bzw. aea Kosinus der Eingangssignale iiiulti^lizierten. Signale aar.

Das Eingangssignal des Hollservoiüotors 2-wird auf nachstehenae vveise erzeugt: Das xiusgangssignal der kontaktlosen tUnkelabweichdetektorvo]richtung'54 wird in den üzitutauflöser 18a eingespeist.· Die Ausgangssignale der übweichdetektorvorrichtungen 40 und "48 werden jeweils an die Breitenauf löser 25äbzvi-. 25b angelegt. Der Sinusausgang'aes Breitenauflösers 25a und der Kosinusausgang des-Breitenauflösers 25b werden bei-65 addiert und der erhaltene Ausgängen einen iiziüiutauflöser 18b eingespeist.' Der Kosinusausgang des Auflösers 18b und der Sinusausgang des Azimutauflösers 18a werden bei 66 addiert und der erhaltene Ausgang in den Sekantengenerator 13 eingespeist, dessen Ausgang als Eingangssignal in den Bollservouiotor 2 eingespeist wird. Der Sekantengenerator 13 erzeugt¹ ein derartiges Ausgangssignal, dass die Sekante (l/Cos) des Stampf winkeis des Schiffes ait äenj Eingangssignal multipliziert wird, wenn das Gerät gemäss Fig. 2 stillsteht. Mit anderen Worten, der Sekantengenerator 13 hat zur Aufgabe, die Kennlinie des RolliservosysteiiiS durch Regulierung der Verstärkung des Servosysteuis in-j Abhängigkeit von der Sekante des Stampfwinkeis zu vergrössern, aber

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das Servosystem kann auch ohne Sekantengenerator 13 betrieben werden. In den Stampfservomotor 11 wird ein derartiges Eingangssignal eingespeist, dass der Kosinusausgang des Aziiautauflösers 18a dem Sinusausgang des Aziniutauf lösers 18b bei 67 überlagert wird. Auf gleiche Weise wird der Aziiuut&ervomotor 17 derart mit einem Eingangssignal beaufschlagt, dass der Sinusausgang des Breitenauflösers 25b dem Kosinusausgang des Breitenauflösers 25a bei 68 überlagert wird. Im vorstehaden sind die Auflöser 18a, .18b, 25a und 25b beschrieben, in Fig. 2 dagegen aus Gründen der Vereinfachung nur zwei Auflöser 18 und 25 dargestellt. In der Praxis werden zwei P^ar Auflöser T8a, 18b und 25a und 25b verwendet, wie in JHg. 3C gezeigt, die den Umwandlungsbetrieb der Koordinaten der Signale wiedergibt.

Fig. 3A zeigt ein System für den Folgebetrieb der Kreiseljjlattform 28 um die Breitenzapfenwellen 29 und 29'. Falls nämlich die Ablenkung der relativen Winkelstellung der Kreiselplattforir 28 zum Kardanring 34 um die ersten Z^pfenwellen 35 und 35' aufgrund der Bewegung des Schiffes oder der Bewegung des Breitenkreisels in bezug zur Erdoberfläche stattfindet, wira die Ablenkung aurch üie kontaktlose Abweichdetektorvorrichtung 41 in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt und das erhaltene Signal, beispielsweise durch einen Verstärker 41', an den Breitenservomotor 27 angelegt und dieser derart betrieben, dass aas Signal auf den NuIl-', ert vermindert wira.

Fig. 3B zeigt ein System zum Beschränken der Bewegung des LöDgenkreisels 33 um die zweiten Zapfenwellen 46 und 46' zur Kreioelplattform 28. Falls die Abweichung der relativen Winkelstellung des Längenkreisels 33 zur Kreiselplattform 28 um die zweiten Zapfenwellen 46 und 46' durch die Bewegung dea Schiffes oder des Längskreisels 33 in bezug auf die Erdoberfläche od.dgl. verursacht wird, wird die Abweichung mittels der kontaktlosen Abweichdetektorvorrichtung 47 in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt und das erhaltene Signal beispielsweise über einen Verstärker 47' an den Drehmomenterzeuger 45 angelegt, so dass der

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. Längenkreisel 33 um die zweiten Zapfenwellen 46 und 46' derart präiessiert, dass das Signal auf den Nullwert verringert wird;

Fig. 5 zeigt die Beschleunigungsmesserplattfono 51, die in 'derein Bereich vorgesehen Teile,sowie ein vereinfachtes Schaltdiagranmi dieser Teile. JiIs folgt eine Beschreibung dieser Vorrichtung, mit deren Hilfe ein Signal aus einem VersMrker 57 erhalten wird, das dem Differential des Abweicbungswinkels der Drehachse des Breitenkreisels 32 von einer Horizontalebene entspricht. Wie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben, nimmt die Kreiselplattform 28 an α er Bewegung des Breitenkreisels 32 um die Zapfenwellen 29 und 29 * tei],9ö dass sie sich in genau der gleichen weise bewegt wie dieser ¹ Breitenkreisel 32.

Es sei/angenommen, die Drehachse des Breitenkreisels 32-gemäss Fig. 2 zeigt auf Punkt S in Fig. 1.und die Beschleunigungsmesser plattform 51 ist horizontal. Aufgrund der Erdumdrehung anaert der Kreisel seine Stellung und-folgt der gestrichelten Linie ,i in Fig. 1, so dass der Winkel der Drehachse des Breitenkreisels 32 in bezug auf die Horizontalebene, also der Winkel Q in Fig. 1, ' allmählich zunimmt. Dieser Positionswechsel wird von einer Servo-, : vorrichtung festgestellt, die daran teilnimmt, so dass sich die Kreiselplattform 28 um die Breitenzapfenwellen 29 und 29¹ dreht. · ; Die Zapfenwellen 29 und 29' und die Beschleunigungsmesserplattj form 51 sind aber über das Zuhnrad 3t und eine Schnecke 62 ml te in-; ' ander verbunden, so dass die Besohleunigungsplatteform 51 beginnt/ !sich gemeinsam mit den Breitenzapfenwellen 29 und 29* zu drehen, i Diese Neigung wird sofort durch den iford-Siid-Beschleunigungsmesser !52 ermittelt, in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewan-•delt und dieses über den Verstärker 57 in den Servomotor 55 einge- !speist, der die Beschleunigungsmesserplattform 51 in bezug auf die ^; Kreiselplattform 28 in ihre ursprüngliche Horizontalatellung dreht. Die Beschleunigungümesserplattform 51 könnte auch als ein Servosystem für den Nord-Süd-Beschleunigungsmesser 52 bezeichnet werden, . Iwenn sie derart um die Breitenzapfenwellen 29 und 29¹ verdreht wird,

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dass der Nord-Süd-Beschleunigungsmesser 52 immer eine horizontale Stellung in bezug auf die Positionsänderung des Breitenkreisels zur Erdoberfläche einnimmt (also kein'Ausgangssignal erzeugt). Um die Kennlinien dieses Servosystem zu verbessern, kann ein Zahnrad eines Tourengenerators 56 mit dem Rädergetriebe des Servomotors 55 in Eingriff gebracht werden, uiü das Ausgangssignal des Tourengenerators 56 an den Servomotor 55 anzulegen, wie in Fig. 4a dargestellt ist. Die Umlaufgeschwindigkeit des Servomotors 55 ist folglich proportional zum Wert des Differentials θ des Winkels Q und zu einer am Motor anliegenden Spannung (genauer gesagt, einer den Motor in seiner Steuerphase beaufschlagenden Spannung). Dementsprechend ist der Ausgang des Verstärkers 57 auch ungefähr proportional zu Θ. Wenn sich also der Winkel θ gemeinsam mit der Positionsänderung des Breitenkreisels 32 ändert, falls die Geschwindigkeit des Servomotors 55 einen O^timalwert unterschreitet, dann kippt der Nord-Süd-Beschleunigungsiaesser 52 in gleicher Richtung wie der Kreisel, so dass der Ausgang des Beschleunigungsmessers 52 auf natürliche Weise zunimmt und den Servomotor 55 mit höherer Drehzahl antreibt. Schliesslich wird der Servomotor 55 entsprechend dein Wert θ mit optimaler Geschwindigkeit angetrieben und der Ausgangswert des Verstärkers 57 wird

folglich proportional zum Wert Θ. In einem solchen Fall kommt durch Überlagerung des Ausgangssignals des Verstärkers 57 mit dem Drehmomenterzeuger 37.des Breitenkreisels 32 die Drehachse des Breitenkreisels 32 parallel zur Erdumdrehungsachse.zum Stillstand (Fig. Aa), wie aus der Beschreibung in bezug auf Fig. 1 hervorgeht. Die Zeit, während der die Drehachse des Breitenkreisels 32 zum Stillstand kommt, kann verkürzt werden, wenn auch ein Teil oes Ausgangssignals des Verstärkers 57 an den Drehmomenterzeuger 36 angelegt wird, so dass der Breitenkreisel 32 in Abhängigkeit voij Zeitdif.ferential Q des Winkels Q um die Breiterjzapfenwellen 29 und 29' prazessiert. Wird der Veratärkun^üwert des Verstärkers 57 gross genug gewählt, dann kann der Servomotor 55 allein tlurcb · den Mindestausgang des Nord-Süd-Beschleuni^ungsmessers 52 entspreohend denj Wert Q angetrieben werden und in einem solchen Fall

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bleibt Gie ßecchleunigungSajeGser-J^iattforti 51 ganz präzise horizontal. Folglich Kann der iiziiiiUtkaraan 21 jederzeit horizontal gehalten werden, wenn Vorkehrungen getroffen werden*, dass er eier Beschleunigungsiuesser-PiattforiL 51 mit dem Ausgang der kontaktlosen ^bweichdetektorvorricbtung folgt, die zwischen aie Beschleunigun^Sijesuer-i'lattforiü 51 und den Azimutkardan 21 eingebracht ist, nämlich durch .aie Verwendung aes in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen Servosysteius.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf aen Fall, aass sich das erf indungsgeiuässe Gerät an einem Punkt auf eier lürdoberfläühe iui otillstana befinaet. Bei der nachstehenden Beschreibung soll dieses Gerät auf ein unterwegs befindliches Schiff Lontiert sein. Die liorü-Süa-Komponente der Geschwindigkeit des Schiffes sei nachstehend i^it V^ bezeichnet. Wie oben im Zusammenhang mit oen Fig. 2 und 5 beschrieben, ist das System bestehend aus aer Beschleunigungsiuesser-l-lattforiü 51, dem Nora-Süd-Beschleunigungsmesser 52, dem Verstärker "57 und aem ServoLüotor 55 ein Θ-Genestor. Letzterer erzeugt ein Signal entsprechend αem Zeitdifferential des Winkels, den die Drehachse des Breitenkreisels 32 mit einer Horizoritalebene einschliesst, nämlich einerülbene, die senkrecht zuki Schwerkraftvejctor verläuft. In der vorstehenden Beschreibung anaertsich die Kichtung des Schvjerkraftvektors nicht, d.h. das Schiff steht still-und es ändert sich die Drehachse des Breitenkreisels 32 in bezug auf aen Schwerkraftvektor. Aber selbst wenn beispielsweise aie Drehachse des Breitenkreisels 32 parallel zur Erdumäreiiungsaehse stillsteht, wenn sich das Schiff in Nord-Süd-Richtung bewegt, aann ändert der Schwerkraftveitor fortlaufend seine Eichtung, so dass aer ö-Generator ein entsprechendes Ausgangssignal erzeugt. Bewegt sich das Schiff beispielsweise in nördlicher Richtung, zeigt die Drehachse des Breitenkreisels 32 zu jedem Zeitpunkt auf aie ürdumdrehungsachse, weil der Kreisel seine. Drehachse in Hord-Süa-Iiichtung hält. Folglich nimmt der scheinbare Kippwin- -ke-1 derKreiselarehachse in bezug auf aie Horizontalebene zu, DementSjirechena steigt auch die Nordseite der Beschleunigungsmesser-

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Plattform 51 nach oben; diese. Kippbewegung wird aber durch den Nord-Süd-Beschleunigungsiiiesser 52 ermittelt und sein Ausgangssignal über aen Verstärker 57 in den Servomotor 55 eingespeist, der die Plattform 51 wieder in die Horizontale bringt. Solange sich das Schiff also in Nord-Süd-Bicbtung bewegt, muss sich die Beschleunigungsmesser-Plattform 51 ständig mit einer Yvinkelgeschwindigkeit von %o/R in bezug auf die Kreiselplattform'28 um die Breitenzapfenwellen 29 und 29' drehen (wobei E der Erdradius ist). Zu diesem Zweck muss an den Servomotor 55 eine Spannung angelegt . weraen, die der vorstehend beschriebenen Winkelgeschwindigkeit V|tq/R entspricht. Dies wird, wie beschrieben, dadurch erreicht, dass der Servomotor 55 vom Verstärker 57 mit der erforderlichen Spannung gespeist wird. Gleichzeitig wird auch die gleiche Spannung durch den Drehmomenterzeuger 37 aus dem Verstärker an den Breitenkreisel 32 angelegt. Aufgrund dieses Anlegens von Spannung an den Drehmomenterzeuger 37 prazessiert der Breitenkreisel 32 um die Zapfenwellen 38 und 38* und stimmt folglich nicht mit der ErduiDdrehungsachse überein, sondern hat demgegenüber einen geringfügigen Steigungswinkel·, wodurch in die Ermittlung der geographischen Breite .ein .Fehler eingeführt wird. Me aus der obigen Beschreibung ersichtlich, entsteht dieser Fehler dadurch, dass der θ-G-enerator den fert YjJ^" abgreift und dieser Fehler mit einem Geschwindigkeitssignal korrigiert werden muss, das durch ein sogenanntes Log (einen Schiffsgeschwindigkeitsmesser) od.dgl. erzeugt wird. Zu diesem Zweck wird das festgestellte Nord-Süd-Geschwindigkeitssignal V|jq gleichzeitig mit dem Signal des Nord-Süd-Beschleunigungsmessers 52 an den Verstärker 57 angelegt. Auf diese Weise wird die Beschleunigungsmesser-Plattform 51 um die Breitenzapfenwellen 29 und 2.9' mit einer dem Wert V_¥q/R entsorechenden Winkelgeschwindigkeit gedreht und dabei horizontal gehalten. Der durch den Nord-Süd-Beschleunigungsmesser des Schiffes erhaltene ausgang, also ; der auf der Änderung des Schwerkraftvektors vom Nord-Süd-Beschleuniguijgsmesser -erhaltene Ausgang wird gleich Null und der vom Nord-Süd-Beschleunigungsmesser 52 erzeugte Ausgangswert beruht auf dem Zeitdifferential des Kippwinkels des Breitenkreisels 32," wobei

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• letzterer unabhängig von der Geschwindigkeit des Schiffes mit der Erdumdrehungsachse übereinstimmt. ■ ' .

Falls die Breitenzapfenwellen 29 und 29^! .immer horizontal .gehalten sind, stehen die Azimutzapfenwellen 22 und 22^f und der Azimutkardan 21 aus den oben be-schriebenen Gründen vertikal und . die Kreiselplattform 28 wird durch die Breitenfolgesystems 41 und

27 derart beeinflusst, dass sie stets mit dem Breitenkreisel 32 j übereinstimmt und senkrecht zur Erdumörehungsachse bleibt, so dass i die Breitenzapfenwellen 29 und 29* in Ost-West-Richtung an dem Ort

stillstehen, an dem sich das Schiff gerade befindet. Folglich ist . der Azimutkardan 21 als Azimut-Referenz verwendbar. Der Schnitt^f winkel der Kreiselplattform 28 mit dem Azimutkardan 21 gibt die '.

geographische Breite des Standortes des Schiffes an. Dies kann ι durch den Breitenübertragungssynchronisator 26 nach aussen abge- ■ ,lesen werden. Da der Azimutkardan 21 vertikal ist, stellt der relative Winkel der Stampfzapfenwellen 9 und 9^r zu der Rollkardanaufhängung 4.den Stampfwinkel des Schiffes dar, während der relative Winkel der Rollzapfenwellen 5 und 5' zur Rollfolgebasis 1 den Rollwinkel des Schiffes angibt. Die Winkel können durch die Roll- und Stampfwinkelübertragungssynchronisatoren 3 und 12 in ; Form von Signalen festgestellt werden. Wenn im Getriebesystem ; Skalen vorgesehen sind, die dem Roll- oder Stampfwinkel entspre-I chen, so können diese Winkel direkt abgelesen werden.

_; Nachstehend folgt eine Beschreibung des Steuersystems des ' Längenkreisels 33. Das Steuersystem des Längenkreisels 33 um die ■ ersten Zapfenwellen 43 und 43* ist von grosster Bedeutung. Das Steuersystem des Kreisels um die zweiten Zapfenwellen 46 und 46* kann nur daraus bestehen, dass die Bewegung des Längenkreisels 331 der Bewegung des Breitenkreisels 32 um die zweiten Zapfenwellen j 38 und 38* folgt, wie in Fig. 3B dargestellt ist.Es folgt eine Be-)-Schreibung des Verfahrens zum Steuern der Bewegung des Längenkreit sels 33 um die ersten Zapfenwellen 43 und 43* anhand der Fig. 4B. j Die ersten Zdpfenwellen 43 und 43* liegen parallel zur Drehachse des Breitenkreisels 32 und nachdem das Gerat zum Stillstand gekoiDine ist, liegen sie parallel zur Erdumdrehungsachse. Es sei an-

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.genommen, dass sich die Zapfenwellen 43 und 43* parallel zur Erdumdrehungsachse erstrecken und dass die Drehachse des Längenkreisels 33 in Ost-West-Piichtung, also horizontal liegt. Unter diesen Bedingungen fällt die Seite am 'oberen Ende des Pfeils der Drehachse (Fig. 2),.d.h. die Westseite der Drehachse des Längenkreisels 33, aus der Horizontalebene,'die sich unter dem Einfluss der Erdumdrehung und. der Kreiselwirkung des Längenkreisels »33 um die ersten Zapfenwellen 43 und 43* dreht. Bei dem Servosystem führen die Breitenzapfenwellen 23und 29*. ebenfalls die gleiche Bewegung aus, so dass sich die Beschleunigungsmesser-Plattform 51 auf den Breitenzapfenwellen 29 und 29* ebenfalls um die Zapfenwellen 43 und 43' in bezug auf die Horizontalebene verschwenkt. Diese Schrägstellung wird durGh den Ost-West-BeschleunigungsiDesser 53 ermit- _■-telt. Das festgestellte Signal wird über den Integrator 58 und ' dem Dämpfer 59, dessen Dämpfungsfaktor proportional zur Sekanten- \ der geographischen Breite ist, .an den Drehmomenterzeuger 44 des Längenkreisels 33 angelegt, so dass durch die Präzession im Längenkreisel 33 deren Drehachse wieder in die Horizontalstellung geführt wird. Da die Winkelgeschwindigkeit der Erdumdrehung unge-, achtet der geographischen Breite des Schiffsstandortes konstant ist, kann die Präzision dieses Systems noch weiter dadurch erhöht_: werden, dass der Eingang zum Drehmomenterzeuger mit einem konstanten Eingang überlagert wird, so dass der Längenkreisel zu jedem Zeit-! punkt um die Wellen 43 und 43* mit der Winkelgeschwindigkeit der ; Erdumdrehung przessiert. Dies geschieht durch den Signalgenera- ; tor 61. ·

Das System für die Bewegung um die Zapfenwellen 43 und 43V ist ein Servosystem, das die Drehachse des Längenkreisels 33 zu ; jedem Zeitpunkt horizontal halten soll, und der Signalgenerator 6t! legt an dieses System eine Vorspannung an. Letzterer erzeugt näm-. lieh ein Spannungssignal, das an den Drehmomenterzeuger 44 angelegt wird, so dass die Drehachse des LängenkreiseIs 33 um die er-; sten Zapfenwellen 43 und 43^s mit einer Winkelgeschwindigkeit pra-·; zessiert, die derjenigen der Erdumdrehung entspricht und das Sig-

• ; ,-ν' V -19-

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nal des Signalgenerators .61 und der Ausgang des Dämpfers 59 werden beispielsweise bei 60 addiert und einander überlagert an den Drehmomenterzeuger 44 angelegt, uiu dem Längenkreisel 33 das erforderliche Drehmoment zu erteilen. Dieses System ist ein Oszilla- · torsysteiu, das durch 'Wahl der Konstanten der. jeweiligen Teile· der Schleife als sogenannte Schüler-Pendel mit einer Periode von 84 Minuten geformt werden kann. Dadurch ist gewährleistet, dass die Drehachse des Längenkreisels 33, d.h. die Breitenzapfenwellen 29 und 29' auch bei Beschleunigung des Schiffes horizontal gehalten werden kann und dass das Ausgangssignal des Integrators 58 des Ost-West-Beschleunigungsmessers 53 die Geschwindigkeit des Schiffes in Ost-ftest-Richtung darstellt.

Die geographische Lange erhält man durch Integrieren des Ausgangssignals des Dämpfers 59 'durch den Integrator 53' (Fig. 4B).

Wenn auch in der vorstehenden Beschreibung auf die Verwendung der sogenannten Kreisel mit zwei Freiheitsgraden ω it zwei Detektorzapfenwellen zusätzlich zur Kreiseldrehachse als Breiten- und Längenkreisel bezug genommen ist, so kann die Kreiselplattform 28 auch durch eine Kombination aus drei Kreiseln mit nur ei-. nem Freiheitsgrad mit jeweils nur einer Eingangsachse ersetzt sein. . ·

Fig. 6 zeigt ein Beispiel der Verwendung.von Kreiseln mit nur einem Freiheitsgrad, bei denen für die gleichen Teile wie in Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen verwendet sind. In diesey Beispiel sind drei Kreisel 62, 63 und 64 mit einem einzigen Freiheitsgrad anstelle der zwei Kreisel mit zwei Fieiheitsgraden auf : der Kreiselplattform 28 von Fig. 2 verwendet und die Roll-, Stampf- und Azimutfolgesysteme sind fortgelassen. Die mit den Indices P und T versehenen Bezugszeichen bezeichnen die Abweichdetektorvorrichtungen und Drehmomenterzeuger, ils ist weiter ein Breitenkreisei 62, ein Aziautkreisel 63 und ein Längenkreisel 64 vorgesehen. . Die Bezugszeichen 63P bzw. 64P es-t sprechen jeweils den übweich-" j detektorvorrichtungen 40 bzw. 48 in Fig. 2. Zusätzlich ist noch j eine Abweichdetektorvorrichtung 54 vorgesehen. Ihre Ausgangswerte

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werden nach Umwandlung der Koordinaten durch die Auflösevorrichtungen gemäss■ Fig.. 3 in die Servomotoren 2, 11 und 17 eingespeist.

•Der Ausgang des Verstärkers 57·wird an den Servonotor 55 angelegt und gleichzeitig an einen Drehmomenterzeuger 63T des Azimutkreisels 63, damit die Kreiselplattform.28 rechtwinklig zur Erdumdrehungs- . achse verbleibt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ■ gemäss Fig. 2 dadurch, dass der Ausgangswert des Endstufenver- ; .stärkers 60* einem .Drehmomenterzeuger 64P des Längenkreisels 64 eingespeist wird. Die Einzelheiten des. Kreisels mit einem Frei- ;heitsgrad sind bekannt und nicht unmittelbar mit den Merkmalen ge-_; :iuäs:s der Erfindung verbunden, so dass aus Gründen der Vereinfachung von einer Beschreibung eines solchen Kreisels mit nur einem Frei- ; heitsgrad Abstand genommen ist. Die Kreisel 62 und 63 entsprechen ,dem Breitenkreisel gemäss. Fig. 2 und der Kreisel 64 dem Längenkrei*-

isel 33. ■

Es kann auch ein Kreisel mit zwei Freiheitsgraden gemäss JFig. 2 als Breitenkreisel 32 und ein Kreisel mit nur einem Frei- \ 'heitsgrad als Längenkreisel 33 verwendet sein. ,

'. Selbst wenn die zwei:Detektorwellen 38, 38' und 35, 35* des Kreisels mit zwei Freiheitsgraden, beispielsweise der Breitenkrei-•sel 32, in ihrer Stellung vertauscht sind, wird die Wirkungsweise ■ ^es Kreisels noch nicht einmal verändert. Demgemäss stellt die be-• sondere Anordnung dieser Wellen gemäss den vorstelfnden Beispielen Γ ;keine Einschränkung der Erfindung dar. ■

\ Wie aus der "obigen^ Beschreibung ersichtlich, kann mit dem f jerfindungsgemässen Kreiselgerät einwandfrei und mit hoher Präzi- ^] ision der Azimut sowie die geographische Länge und Breite fesige*· -.]■■■ stellt werden. Das erfindungsgeniässe Gerät ist verhältnismässig j einfach aufgebaut und unter geringen Kosten herstellbar. f

Mit dem Kreiselgerät gemäss der Erfindung können gleiahzei-| tig die Roll- und Stampfmvinkel des Schiffes, sowie dessen digkeit in Ost-West-ßiGhtung ermittelt werden* _:

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Claims (4)

1. " - 21 -Patent a-n spräche: ' .

   1^/Kreiselgerät nach Patent (Patentanmeldung- ;

   P 16 73 918.7-52), gekennzeichnet durch eine Kreiselplattform, ■die im absoluten Raum um'drei, jeweils senkrecht zueinander angeordnete Achsen stabilisiert ist, eine Vorrichtung zum im ^: wesentlichen horizontalen Festlegen der ersten Achse der Kreisel plattform, eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Signals, das im ; wesentlichen dem Zeitdifferential der Neigung der Kreiselplatt-\ form um die erste Welle in Bezug auf eine Horizontalebene ent- ■ spricht, und eine Vorrichtung zum Präzessieren der Kreiselplatt4 form um eine senkrecht zur ersten Achse verlaufende Achse, und ;■

   zwar in Abhängigkeit von dem durch die Signalerzeugungsvor- ., i richtung erzeugten Signal. j
2. 2. Kreiselgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung.zum Erzeugen eines. Signals'im wesentlichen dem Zeitdifferential der Neigung der Kreiselplattform um die erste Welle in Bezug auf eine Horizontalebene entspricht, und daß die Vorrichtung-zum horizontalen Festlegen der ersten Welle j auf einer zweiten Plattform vorgesehen ist, die auf einer j

   ι parallel zur ersten Welle angeordneten Welle befestigt ist. j
3. 3. Kreiselgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, j daß eine Abweichdetektorvorrichtung in Zuordnung zur zweiten Plattform zum Ermitteln einer Horizontalebene vorgesehen ist.
4. 4. Kreiselgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Signals proportional zum Sinus oder Kosinus eines Winkels zwischen der Kreiselplattform und dir zweiten Plattform bzw. eine Vorrichtung vorgesehen ist, die die gleiche Anordnung einnimmt wie letztere.

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   5* Kreiselgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,' daß die SignalerzeugünfBvorrichtung rait eineni Signal speisbar ist, das proportionar zur Hord-Süd-Komponente der Schiffsgeschwindigkeit ist. ■■■:■·■" ,

   6, Kr ei s elgerät nach Anspruch 1 ₁- dadurch gekennz e i ohne t, daß die Periode der Bewegung zürn im wesentlichen horizontalen Festlegen der ersten Welle der Kreiselplattform ca. 84 Minuten

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