DE264187C

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Publication number: DE264187C
Application number: DENDAT264187D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 c. GRUPPE

ABELLOUISDOIGNONINMALAKOFF₅FrANKr.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. April 1911 ab.

Die Erfindung betrifft einen Kreiselkompaß der von Foucault angegebenen Art, dessen Schwingungen durch magnetische Reibung gedämpft werden. Sie besteht darin, daß die Feldstärke der mit dem magnetisch aufgehängten Kreisel verbundenen, die Dämpfung bewirkenden Elektromagnete derart geregelt wird, daß die Dämpfung proportional dem Quadrate der Geschwindigkeit der Schwingungen erfolgt.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. ι einen Aufriß der Gesamtanordnung des Apparates,

Fig. 2 eine Draufsicht auf denselben und die

Fig. 3 und 4 Einzelbilder der Dämpfungseinrichtung.

Das Gyroskop, welches durch elektrischen Strom betrieben wird, ist in einem Gehäuse 1 eingeschlossen, welches an dem unteren Teil eines kaminartigen, die Rose 3 tragenden Körpers 2 festsitzt.

Alle diese Teile sind zusammen in einem Gehänge 4, 5 kardanisch aufgehängt, wobei der äußere Kardanreifen 5 durch den Weicheisenkern eines zylindrischen Elektromagneten 6 gebildet wird.

Das Gehäuse 7 mit Glasdeckel 8 ist auf dem Elektromagneten 6 befestigt und trägt in der Mitte eine Spindel 9, welche den Strom dem Gyroskop zuführt und durch die Kugellager 10 den Weicheisenkern 5 in der Mitte hält. Weitere Kugellager 11 sichern auch im unteren Teil die Einhaltung der Mitte.

. Diese Gesamt anordnung ist nun ihrerseits wieder durch ein Kardangelenk 12 getragen, welches durch Federn 13 an den Behälter 14 angeschlossen ist. .

Eine Quecksilberwage 15 ist an dem Kamin 2 parallel zur Gyroskopachse befestigt, während im Innern dieser Wage ein elektrischer Widerstand 16 liegt. Weicht die Quecksilberwage von der Horizontalen ab, so ändert sich die Größe der Widerstände in ihren beiden Armen.

Das Dämpfungssystem zeigt außerdem noch eine kreisrunde Kupferscheibe 17, die auf dem Elektromagneten 6 festsitzt. Diese Scheibe tritt in den Luftspalt zweier Elektromagnete 18, 19 ein; welch letztere fest mit dem Kern 5 verbunden sind. Die Scheibe 17 ist also unbeweglich hinsichtlich des Gehäuses und Fahrzeuges, während die Elektromagnete 18, 19 mit der Rose sich bewegen können.

Elektrische Widerstände 20,21, die an irgendeiner Stelle des Apparates angeordnet sind, vervollständigen die Stromkreise, die nach Art einer Wheatstoneschen Brücke (Fig. 3) angeordnet sind, wobei die Elektromagnete 18,19 den Galvanometerzweig bilden, während die Widerstände 16, 20, 21 die Arme darstellen. Liegt demnach die Wage horizontal, so sind die kurzgeschlossenen Widerstände 16 gleich, und es gelangt kein Strom in die Elektromagnete 18, 19.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Apparates ist folgende:

Die Theorie lehrt, daß, wenn die Gyroskopachse um die N-S-Richtung schwingt, die Gesamtheit des Apparates, Gyroskop, Spindel und Rose, eine pendelartig schwingende Bewegung gleicher Periode besitzt, die fortwährend in der vertikalen, durch · den Aufhängepunkt und die Gyroskopachse gehenden Ebene sich

ίο abspielt.

Wenn daher die Gyroskopachse um die N-S-Richtung schwingt, so ist die Wage geneigt, und da die kurzgeschlossenen elektrischen Widerstände nicht mehr gleich sind, strömt ein Strom in den durch die Elektromagnete dargestellten Brückenzweig.

Es tritt also magnetische Bremsung ein, durch welche die Schwingungen unterdrückt werden. Die Dämpfung erfolgt nun infolge der besonderen Anordnung gemäß der Erfindung proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit, wenn die Kreiselachse in unmittelbarer Nähe der Meridianebene schwingt. Allgemein ist die magnetische Reibung die direkte Funktion des magnetischen Kraftflusses im Luftspalt. Hier jedoch hängt der Kraftfluß von der Neigung der Quecksilberwage ab, die zwei der Arme der Wheatstoneschen Brücke bildet. Die Theorie zeigt, daß die Neigung dieses Instrumentes proportional der Geschwindigkeit der Präzessionsschwingungen ist.

Bei konstantem Kraftfluß ist die magnetische Reibung proportional der Geschwindigkeit der Schwingungen, aber da hier dieser Kraftfluß selbst proportional der Geschwindigkeit der Schwingungen ist, so ist die Reibung proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit der Schwingungen um die N-S-Richtung.
Es ist demnach eine sehr starke Dämpfung für die Schwingungen großer Amplitude und eine sehr schwache Dämpfung für die Schwingungen kleiner Amplitude gegeben, wodurch äußerste Genauigkeit der Gleichgewichtsstellung erlangt werden kann.

Aus diesem Grunde ist das vorliegende System auch völlig unabhängig von der jeweiligen Ortslage, denn wenn theoretisch sich ergibt, daß der Gleichgewichtslage der Gyroskopachse in der Meridianebene nicht die vertikale Lage der Gesamtheit des Apparates entspricht (mit Ausnahme im Äquator), so lehrt die Theorie auch, daß dieser Unterschied sehr klein in Hinsicht auf die Bedingungen beim Gebrauch des Apparates ist, daß demnach auch die Erregung des Elektromagneten außerordentlich gering ist, und daß eine Drehbewegung des letzteren praktisch die Kupferscheibe nicht beeinflußt.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Kreiselkompaß, dessen Schwingungen durch magnetische Reibung gedämpft werden, gekennzeichnet durch eine den Schwingungen des Kreisels um die Nord-Süd-Richtung folgende Quecksilberwage, mittels deren die Feldstärke der mit dem magnetisch aufgehängten Kreisel verbundenen Elektromagnete, die durch ihre Bewegungen gegenüber einer Kupferscheibe in an sich bekannter Weise die Dämpfung bewirken, derart geregelt wird, daß die Dämpfung proportional dem Quadrate der Geschwindigkeit' der Schwingungen erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Wheatstonesche Brücke, deren Zweige zu einem Teil von den Armen der Quecksilberwage gebildet werden und aus deren Stromkreise der das Dämpfungsfeld erzeugende Strom derart an symmetrischen Stellen entnommen wird, daß er den Schwingungen der Wage proportional wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.