DE236200C

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Publication number: DE236200C
Application number: DENDAT236200D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 236200 KLASSE 42c. GRUPPE

ANSCHÜTZ & CO. in KIEL.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Mai 1908 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kreiselkompaß, der als Meridianinstrument ausgebildet ist, und bei dem daher die Rotationsachse des Kreisels ganz oder teilweise in der Horizontalebene gefesselt ist, so daß sie ihre Lage im Raum stetig mit der Erdrichtung ändert und Schwingungen um die Nord-Südrichtung als Gleichgewichtslage ausführt.
Wird ein derartiger Kreiselkompaß auf einer

ίο ruhenden Unterlage aufgestellt, so kommt die Kreiselachse unter dem dämpfenden Einfluß der Reibung nach einer gewissen Zeit stets in der Nord-Südrichtung zur Ruhe, dient also ohne weiteres als Richtungsanzeiger. Anders verhält sich das Instrument jedoch auf einer bewegten Unterlage, wie sie beispielsweise ein Schiff darstellt. Hier bilden die Reibungen einen Impuls für Schwingungen. Ferner werden durch Beschleunigungsdrücke, wie sie bei Geschwindigkeitsänderungen des Schiffes entstehen, Schwingungen hervorgerufen. Aus diesen Gründen würde ein auf einem Schiff aufgestellter Kreiselkompaß, der im allgemeinen eine große Masse besitzt, niemals zur Ruhe kommen und deshalb als Richtungsanzeiger unbrauchbar sein, wenn er nicht mit" einer Dämpfungseinrichtung versehen ist, die von dem Aufstellungsort, also etwa von den Schiffsbewegungen, unabhängig ist.

Nach dieser Erfindung soll eine Dämpfung der Schwingungen solcher Kreisel um die Nord-Südrichtung in der Weise herbeigeführt werden, daß beim Eintritt von Schwingungen um diese Lage äußere Kräfte ausgelöst werden, die auf die Schwingungen dämpfend wirken. Zu diesem Zweck wird die Winkelverdrehung benutzt, die beim Eintritt von Ausschwingungen der Rotationsachse aus der Nord-Südlage zwischen der Rotationsachse und der Horizontalebene eintritt. Der Winkel ist nach Größe und Richtung proportional der Geschwindigkeit der Schwingung. Man trifft also nach der Erfindung die konstruktive Anordnung so, daß proportional dem Neigungswinkel ein Drehmoment um die Vertikale ausgelöst wird, das der momentanen Schwingungsbewegung entgegenwirkt.

Eine derartige Anordnung kann in verschiedener Weise getroffen werden. Beispielsweise benutzt man eine Vorrichtung, die wie ein Pendel unter dem Einfluß der Schwerkraft eine bestimmte Stellung zur Erdoberfläche einnimmt.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform des Kreiselapparates dargestellt. Nach dieser Ausführungsform wird die äußere Kraft, die beim Eintritt von Schwingungen ausgelöst wird und alsdann dämpfend auf die Schwingungen wirkt, durch die Reaktionswirkungen von Luftstrahlen gebildet. Der Kreisel wird nämlich als Zentrifugalluftpumpe ausgebildet in der Weise, daß er Luft ansaugt und durch Düsen ausbläst. Das entstehende Reaktionsmoment wird in seiner Größe geregelt durch Schieber, welche durch die beim Eintritt von Schwingungen entstehende Winkelverdrehung zwischen der Rotationsachse und der Horizontalebene durch ein Pendel verstellt werden und die Luftstrahlen mehr oder weniger drosseln.

(2. Auflage, ausgegeben am 22. November

Fig. ι zeigt eine Seitenansicht des Instrumentes, die Aufhängung ist im Schnitt dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht mit teilweisem Schnitt, während die Aufhängung teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht gezeichnet ist. Fig. 3 endlich ist eine Oberansicht mit den Regulierschiebern nach Wegnähme des Motors. In einem Gestell i, welches z. B. dasjenige eines gewöhnlichen Schiffskompasses sein kann,

ίο ist in dem kardanisch aufgehängten Ring 2 der Behälter 3 gelagert, der mit einer geeigneten Flüssigkeit 4 gefüllt und mit einer Glasplatte 5 abgedeckt ist. Durch die Glasplatte ist die Kompaßrose 6 zu beobachten, die auf dem in der Flüssigkeit schwimmenden Schwimmkörper 7' befestigt ist.

Der Schwimmkörper 7 ist mittels des Zwischenstückes 8 mit dem Gehäuse 9 starr verbunden, in dem die Schwungmasse 10 des Kreisels mit der Rotationsachse 11 entsprechend gelagert ist. Das Gehäuse 9 ist nach außen völlig geschlossen bis auf die öffnungen 12 und das Rohr 13, welches an die Seitenwand des Gehäuses angeschlossen ist und sich unten in die beiden quer zur Rotationsachse gestellten Düsen 14 und 15 gabelt. Wird die Schwungmasse des Kreisels in Drehung versetzt, so saugt sie durch die- öffnungen 12 Luft an, die durch das Rohr 13 und die Düsen 14 und 15 ausgestoßen wird. An der Seitenwand des Gehäuses ist ferner, um eine Achse 16 drehbar, ein Pendel 17 aufgehängt, an dessen unterem Ende die beiden Schieber 18 und 19 sitzen. Diese hängen in der Normallage des Apparates so vor den öffnungen der Düsen 14 und 15, daß sie diese teilweise abdecken, und zwar der Schieber 18 die Düse 14 und der Schieber 19 die Düse 15. Endlich ist an dem Kreiselgehäuse noch ein Konsol 20 angebracht, auf dem ein mit der Rotationsachse des Kreisels 11 gekuppelter Elektromotor 21 steht. Durch Bürsten 22, die auf Kontaktringen 23 des Zwischenstückes 8 schleifen, wird diesem Elektromotor von außen Strom zugeführt, eine Halsführung 24 zentriert den Schwimmer 7 an dem Gefäß 3, ohne aber seitliche Schwingungen des Kreiselapparates mit dem Schwimmer zu verhindern. . Der Kreisel ist an dem Schwimmer 7 derart aufgehängt, daß seine Rotationsachse 11 die Horizontalebene als Gleichgewichtslage hat, falls der Kreisel stillsteht. Alsdann ist die Kreiselachse durch die Schwerkraft in der Horizontalebene gefesselt, denn der Auftriebspunkt der Flüssigkeit liegt über dem Schwer- punkt des Systems.

Versetzt man den Kreisel nun in Umdrehung, so führt, wie oben erläutert, seine Achse Schwin- - gungen um die Nord-Südrichtung als Gleichgewichtslage aus. Hierbei erfährt die Rotationsachse, proportional der jeweiligen Schwingungsgeschwindigkeit, eine Elevation, d. h. sie verstellt sich um einen größeren oder um einen geringeren Neigungswinkel gegen die Horizentalebene. Um genau den gleichen Winkel verstellt sich aber das Pendel 17, welches ja unter der Wirkung der Schwerkraft in senkrechter Lage verharrt, gegen die Richtung der Rotationsachse.

Die aus den Düsen 14 und 15 bei der Rotation des Kreisels ausgestoßenen Luftstrahlen erzeugen Reaktionsmomente, die das Kreiselgehäuse 9 und damit auch die in diesem gelagerte Rotationsachse 11 um die senkrechte Achse zu drehen streben. In der Normalstellung heben diese beiden Reaktionsmomente einander auf, da die Anordnung so getroffen ist, daß an beiden Düsen die Momente einander gleich sind. Schwingt nun das Gehäuse 9 mit der Rotationsachse gegenüber dem in senkrechter Lage verharrenden Pendel 17 in senkrechter Richtung aus, wie vorher beschrieben, so verstellen sich die Schieber 18 und 19 gegenüber den Düsen 14 und 15, und der Luftstrahl wird in der einen Düse mehr und in der anderen Weniger wie vorher gedrosselt. Dadurch werden die Reaktionsmomente ungleich, und das eine überwiegende Moment sucht eine Drehung des Kreisels um seine senkrechte Achse herbeizuführen. Bei richtiger Anordnung der Schieber ist es auf diese Weise möglich, die Reaktionsmomente der austretenden Luftstrahlen immer entgegengesetzt der jeweiligen Schwingungsrichtung und proportional der Schwingungsgeschwindigkeit wirken zu lassen, wodurch die Schwingungen des Kreisels iim die Nord-Südrichtung gedämpft werden.

Es ist nicht notwendig, daß der Neigungswinkel der Rotationsachse, den diese beim Eintritt von Schwingungen um den Meridian gegen die Horizontalebene erfährt, für denjenigen Kreisel selbst festgelegt wird (durch das Pendel oder eine gleichwertige Einrichtung), der die Einstellung in die Nord-Südebene bewirkt. Vielmehr könnte man die betreffende Einrichtung (etwa das Pendel) an einem kleinen Hiliskreisel vorsehen, der mit dem Hauptkreisel so verbunden ist, daß die Schwingungsgeschwindigkeit und -richtung um die Vertikale bei beiden Kreiseln stets dieselbe sein muß, also etwa an derselben Vertikalachse angebracht ist wie der Hauptkreisel.

Claims

Pate nt-Ansprüche:

i. Kreiselkompaß, dessen Rotationsachse in der Horizontalebene teilweise gefesselt ist und daher Schwingungen um die Nord-Südrichtung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß durch die beim Eintritt von Schwingungen sich vollziehende Änderung in der iao

Winkelstellung zwischen der Rotationsachse und der Horizontalebene ein äußeres Drehmoment um die Vertikalachse zur Wirkung gebracht wird, welches die Schwingungen des Kreiselkompasses um den Meridian dämpft.
2. Kreiselkompaß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schwingungen dämpfende Drehmoment durch die Reaktionswirkung von Luftstrahlen geliefert wird.
3. Kreiselkompaß nach Anspruch 2, bei dem die WinkelVerdrehung zwischen Rotationsachse und Horizontalebene beim Eintreten von Schwingungen durch ein Pendel festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel je nach Größe der Winkelverdrehung die die Reaktionswirkung hervorbringenden Luftstrahlen mehr oder weniger drosselt.
4. Kreiselkompaß nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisel selbst als Zentrifugalluftpumpe ausgebildet ist.
5. Kreiselkompaß nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse sich in einem abgeschlossenen Gehäuse dreht, in dieses aber durch öffnungen Luft ansaugt und diese durch Düsen wieder herauspreßt, die so gestaltet sind, daß die Luftstrahlen Reaktionsmomente auf den Kreisel ausüben, die im Ruhezustande einander gleich und entgegengesetzt sind, aber in Wirkung treten, wenn an einer oder an einigen Düsen der Luftstrahl mehr oder weniger gedrosselt wird wie an anderen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.