DE2730616C2 - Nordsuchende und kurshaltende Kreiselvorrichtung - Google Patents
Nordsuchende und kurshaltende KreiselvorrichtungInfo
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Description
1. aus einem Wendekreisel mit horizontaler Läuferachse und im Nordsuchmode vertikaler Achse des
den Kreiselläufer tragenden ersten (inneren) Rahmens des Wendekreisels, wobei eine Auslenkung
dieses Rahmens aus einer vorgegebenen Stellung entgegen einer Fesselung erfolgen kann und ein
Abgriff zur Erzeugung eines von dieser Auslenkung abhängigen Signals vorgesehen ist
2. aus einem zweiten Rahmen, in dem der erste (innere)
Rahmen gelagert ist und der eine zur Läuferachse in deren unausgelenkten Lage parallele
Drehachse aufweist
3. aus einem äußeren Rahmen, in dem der zweite
Rahmen gelagert ist und der mittels einer zar Fahrzeughochachse etwa parallelen Achse drehbar gelagert
ist
Rahmen, die aufgrund des Signals des zwischen dem ersten (inneren) und zweiten Rahmen wirkenden
Abgriffs eine Nachführung des äußeren Rahmens bewirkt und mit einem Antrieb zum abwechselnden
Schwenken des zweiten Rahmens um dessen Drehachse einmal in die Stellung mit vertikaler
Achse des ersten (inneren) Rahmens (Nordsuchmode) und zum anderen in eine Stellung mit dazu wesentlich
geneigter Drehachse (Kurshaltemode).
Eine derartige Kreiseleinrichtung ist aus der deutschen Patentschrift 12 65 998 bekannt die dort beschriebene
Kreiseleinrichtung setzt eine lotrechte Achse des äußeren Rahmens voraus, die Achse des inneren Rahmens
ist dann im Nordsuchmode ebenfalls vertikal und die Läuferachse und die Kippachse für den zweiten
Rahmen (Zwischenrahmen) sind horizontal. Um diese lotrechte Ausrichtung der Achse de? äußeren Rahmens
zu ermöglichen, wird dort vorgeschlagen, eine kreiselstabilisierte Plattform zu verwenden wodurch sich wieder
eine Verteuerung ergibt
Bei der bekannten Kreiselanordnung erfährt der innere Rahmen bei lotrechter Achsstellung — also im
Nordsuchmode — eine Auslenkung gegenüber dem zweiten Rahmen durch das nordtreibende Moment und
mit Hilfe der dadurch gewonnenen Abgriffspannung wird der äußere Rahmen solange nachgedreht bis keine
Auslenkung mehr erfolgt also die Nordausrichtung der Läuferachse erreicht ist Dann wird der zweite Rahmen
um 90° um die zweite Drehachse gekippt wodurch der Kreisel zu einem Kurskreisel wird.
Wegen der Notwendigkeit eine teuere Lothalteeinrichtung
verwenden zu müssen, hat sich diese bekannte, an sich vorteilhafte Kreiselanordnung nicht durchsetzen
können. Man verwendet vielmehr auch heute zwei getrennte Kreisel, die man getrennt kardanisch aufhängt
Damit wird aber bei nicht lotrechter Fahrzeugstellung bei der Nordsuche vom Nordsuchkreisel ein mit einem
Kardanfehler behafteter Wert auf den Kurskreisel übertragen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die bekannte Kreiselanordnung auf relativ einfache
Art so umzugestalten, daß sie auch bei nicht lotrechter Aufstellung des Fahrzeugs verwendbar wird, um so
die Doppelausnutzung des Kreisels als Nordsuch- und Kurskreisel breit einsetzen zu können.
dem äußeren Rahmen und dem zweiten Rahmen ein Zwischenrahmen eingefügt ist, der eine zur Drehachse
des äußeren Rahmens und zur Drehachse des zweiten Rahmens senkrechte Drehachse aufweist, daß der zweite
Rahmen und der Zwischenrahmen derart ausgebildet s sind, daß die Achse des ersten Rahmens im Nordsuchmode
vertikal liegt, daß dem Zwischenrahmen eine Regeleinrichtung
mit einem Lotfühler zugeordnet ist, die zumindest im Kurshaltemode die Drehachse des zweiten
Rahmens in einer waagerechten Stellung hält und daß der Schwenkantrieb derart ausgebildet ist, daß im
Kurshaltemode die Richtung der Drehachse des ersten Rahmens mit der Richtung der Drehachse des Zwischenrahmens
übereinstimmt.
Gegenüber der bekannten Anordnung wird also zusätzlich ein Zwischenrahmen eingeführt, der zusammen
mit dem zweiten Rahmen im Nordsuchmode eine kardanische Aufhängung für den Wendekreisel bildet Die
lotrechte Aufhängung des inneren Rahmens kann man dadurch erreichen, daß man den gesamten zweiten Rahinen
nut seiner. Teilen irr. Nordsuchniode als Pendel
ausbildet oder dadurch, daß man den Drehachsen des
zweiten Rahmens und des Zwischenrahmens je einen Regelkreis, bestehend aus Lotfühler, Verstärker und
Antrieb, z. B. Torquer, zuordnet, um so mittels des der
Drehachse des Zwischenrahmens zugeordneten Regelkreises die Drehachse des zweiten Rahmens horizontal
und mittels des der Drehachse des zweiten Rahmens zugeordneten Regelkreises den zweiten Rahmen und
damit die Drehachse des inneren Rahmens vertikal zu halten.
im Kurshaltemode wird der zweite Rahmen um seine Drehachse in die Ebene des Zwischenrahmens geschwenkt,
wozu man vorzugsweise in den dieser Achse zugeordneten Regelkreis ein Schwenksignal einkoppelt
und den zweiten Rahmen dadurch bis zu einem Anschlag verschwenkt. Der zweite Rahmen ist in dieser
Stellung mit dem Zwischenrahmen starr verbunden und der der Drehachse des zweiten Rahmens zugeordnete
Regelkreis Ist außer Betrieb. Dagegen arbeitet der »Nachführkreis«, bestehend aus Abgriff und Nachführvorrichtung
eventuell mit anderer Verstärkung weiter und in dieser Stellung eine Rahmenmittenstützung, die
für die Funktion notwendig ist.
Der Erfindung liegt die Überlegung zugrunde, daß zwar der bei Nordsuchmode ausgegebene Nordwert
bei schrägem Fahrzeugstand ebenfalls kardanfehlerbehaftet ist, daß jedoch durch die Doppelausnutzung des
Kreisels dieser Fehler nicht auf den Kurskreisel übertragen wird. Zwar ist der iß Kurshaltemode ausgegebene
Nordwert bei Schräglage ebenfalls kardanfehlerbehaftet, da jedoch das Fahrzeug im Mittel horizontal fährt,
mittelt sich dieser Fehler bei der Verwendung des Nordwerts zur Ermittlung des Standorts heraus.
Gegenüber der Zweikreiselversion wird eine wesentliehe Verbilligung und Genauigkeitsverbesserung erzielt,
wozu noch zusätzlich folgende Vorteile treten:
Raumsparender Aufbau; es wird mit einem dauernd eingeschalteten Gerät Nord gesucht, wobei die Abweichung
von Nord jeweils nur klein ist; im Nordsuchmode kann das Gerät an Fahrzeugbewegungen angepaßt
werden.
Gegenüber der bekannten Version mit der Doppelausnutzung des Kreiselelements und den Mitteln zur
lotrechten Aufstellung wird eine wesentliche Verbilligung erreicht
Die Anwendung ein :r Kardanaufhängung bei einer
im Lot zu haltenden Kreiselanordnung kann man an sich al; naheliegend ansehen. Eine derartige Aufhängung
würde jedoch zu einer Kreiselanordnung mit 5 Rahmen einschließlich der zugehörigen Regelungen führen, also
zur Anordnung der deutschen Patentschrift 12 65998 zwei Rahmen zufügen. Diesen Weg geht die Erfindung
nicht; vielmehr wird nur ein Rahmen zugefügt, und einer, der aus anderen Gründen vorhandenen Rahmen bei
der kardanischen Aufhängung mit ausgenutzt
Anhand der Prinzipdarstellung der Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.
Dabei zeigt
Fig. 1 der Zeichnung diese Ausführungsform der
Kreiselanordnung im Nordsuchmode, während die
Der äußere Rahmen 1 der Kreiselanordnung ist drehbar am Fahrzeug 2 befestigt, wobei vom Fahrzeug 2 nur
die feststehenden Lagerteile dargestellt sind. Günstigerweise ist die Drehachse (Welle 3) des äußeren Rahmens
parallel zur Fahrzeughochachse angeordnet so daß sie bei eben stehendem Fahrzeug lotrecht steht In dem
äußeren Rahmen 1 ist mit zur Dretephse des äußeren
Rahmens (Welle 3) senkrechter Drehachse (Welle 4) ein Zwischenrahmen 5 drehbar gelagert In diesem Zwischenrahmen
5 ist wiederum mit zur Drehachse des Zwischenrahmens 5 (Welle 4) senkrechter Achse (Welle
6) ein weiterer Rahmen 7 drehbar gelagert, der insgesamt ähnlich dem Zwischenrahmen 3 der deutschen Patentschrift
12 65 998 aufgebaut sein kann, also einen Wendekreisel mit einem inneren Rahmen 9 mit vertikaler
Drehachse 8 aufweist der gegenüber dem Zwischenrahmen 7 gefesselt werden kann (23) und einen Kreiselrotor
11 trägt dessen Drehachse (Welle 10) in der Ruhelage
(Federfesselung 12 entlastet) zur Drehachse des Zwischenrahmens 5 (Welle 6) parallel ist Die Lagerung
des inneren Rahmens 9 kann auch hier als Luftlager oder als sonstiges reibungsarmes Lager ausgebildet
sein. Den Rahmen 5 und 7 sind Lotregelkreise bestehend aus dem Lotfühler 12, dem Verstärker 13 und dem
Torquer 14 bzw. Lotfühler 15, Verstärker 16 und Torquer 17 zugeordnet. Hierdurch wird eine solche Einstellung
der Rahmen 5 und 7 bewirkt, daß die Drehachse des Rahmens 7 (Welle 6) horizontal liegt und die Drehachse
8 des inneren Rahmens 9 immer vertikal steht.
In dieser Stellung wird, solange die Rotorachse (Welle 10) :nicht in Nord-Süd-Richtung zeigt, durch das nordtreibende
Moment der inneren Rahmen 9 gegen die Fesselung 23 ausgelenkt, weiche Auslenkung durch den
zwischen den Rahmen 7 und 9 wirkende Abgriff 18 festgestellt wird. Dessen Ausgangsignal wirkt über den Verstärker
20 auf den fahrzeugfest angebrachten Nachstellenantrieb 19, der ebenfalls ein Torquer sein kann, und
der damit den Rahmen 1 solange nachstellt, bis die Rotorwelle 10 in Nord-Südrichtung zeigt. Die Ausrichtung
des Fahrzeugs gegenüber der gefundenen Nordrichtung kann am zwischen Fahrzeug 2 und dem Rahrren 1
wirksamen Abgriff 21 festgestellt werden. Es sei erwähnt, daß diese Fesselung in verschiedener Weise und
z. B. elektrisch ausgebildet sein kann (Abgriff, Verstärker, Torquer).
Der ausfegebene Wert ist kardanfehlerfrei bei vertikaler
Drehachse des Rahmens 1 (Welle 3), jedoeh kardanfehlerbehaftet
bei Schräglage des für diesen Nordsuchvorgang stehenden Fahrzeugs.
Die Umschaltung in den Kurshaltemode erfolgt dadurch, daß der ZwLchenrahmen 7 durch Einspeisen eines
Schwenksignals bei 22 in die Ebene des Zwischenrahmens 5 gekippt wird (vorzugsweise gegen einen Anschlag),
so daß nunmehr die Ausrichtung der Drehachse
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8 und die Drehachse des Rahmens 5 (4) übereinstimmen.
Der Lotfühler 12 hält auch in diesem Kurshaltemode die Achse 6 horizontal und der Nachführkreis bestehend
aus Abgriff 18, Verstärker 20 und Nachstellantrieb 19 wird im Sinne einer Rahmenmittenstützung eingesetzt. 5
Beim Übergang vom Nordsuchmode in den Kurshaltemode wird auch bei Schrägstellung der Achse des Rah- |j
mens 1 (Welle 3) kein Kardanfehler auf den Kurskreisel '(■
übertragen. Beim Geradestellen des Fahrzeugs beim an- j.·
schließenden Losfahren ergibt sich dann am Abgriff 21 io |
ein kardanfehlerfreier Kurs. Ψ,
ten, ist es hier nur notwendig, die Kreiselanordnung ; ;
innerhalb des Rahmens 7 mit entsprechender Genauigkeit zu wählen und auch entsprechend genaue Lotfühler 15
zu verwenden. ·
Claims (4)
1. Kordsuchende und kurshaltende Kreiselvorrichtung für ein Fahrzeug bestehend
1. aus einem Wendekreisel mit horizontaler Läuferachse und im Nordsuchmode vertikaler Achse
des den Kreiselläufer tragenden ersten (inneren) Rahmens des Wendekreiseis, wobei eine
Auslenkung dieses Rahmens aus einer vorgegebenen Stellung gegen eine Fesselung erfolgen
kann und ein Abgriff zur Erzeugung eines von dieser Auslenkung abhängigen Signals vorgesehen
ist,
2. aus einem zweiten Rahmen, in dem der erste (innere) Rahmen gelagert ist und der eine zur
Läuferachse in deren unausgelenkten Lage parallele Drehachse aufweist
3. aus äatm äußeren Rahmen, in dem der zweite
Rahmen gelagert ist und der mittels einer zur
Fahrzeughochachse etwa parallelen Achse drehbar gelagert ist,
4. aus einer Nachführvorrichtung für den äußeren Rahmen, die aufgrund des Signals des zwischen
ersten (inneren) und zweiten Rahmen wirkenden Abgriffs eine Nachführung des äußeren
Rahmens bewirkt und aus einem Antrieb zum abwechselnden Schwenken des zweiten Rahmens
um dessen Drehachse einmal in die Stellung mi? vertikaler Achse des ersten (inneren)
Rahmens (Nordsuchmode) und zum anderen in eine Stellung mh dazu wesentlich geneigter
Drehachse (Kurshaiieraode),
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dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem äußeren Rahmen (1) und dem zweiten Rahmen
(7) ein Zwischenrahmen (5) eingefügt ist, der eine zur
Drehachse (3) des äußeren Rahmens (1) und zur Drehachse (6) des zweiten Rahmens (7) senkrechte
Drehachse (4) aufweist, daß der zweite Rahmen (7) und der Zwischenrahmen (5) derart ausgelugt sind,
daß die Achse (8) des ersten Rahmens (9) im Nordsuchmode vertikal liegt, daß dem Zwischenrahmen
(5) eine Regeleinrichtung (12 bis 14) mit einem Lotfühler (12) zugeordnet ist, die zumindest im Kurshaltemode
die Drehachse (6) des zweiten Rahmens (7) in einer waagerechten Stellung hält und daß der
Schwenkantrieb (22, 16, 17) derart ausgebildet ist, daß im Kurshaltemode die Richtung der Drehachse
(8) des ersten (inneren) Rahmens (9) mit der Richtung der Drehachse (4) des Zwischenrahmens übereinstimmt
2. Nordsuchende und nordhaltende Kreiselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß auch dem zweiten Rahmen (7) eine Regeleinrichtung (15 bis 17) mit Lotfühler (15) zugeordnet ist,
die zusammen mit der Regeleinrichtung (12 bis 14) des Zwischenrahmens (5) im Nordsuchmode die
Drehachse (8) des ersten (inneren) Rahmens (9) vertikal halten.
3. Nordsuchende und nordhaltende Kreiselvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine
solche Ausbildung und Aufhängung des zweiten Rahmens und der von ihm getragenen Teile am Zwischenrahmen,
daß er im Nordsuchmode aufgrund der Pendelwirkung vertikal ausgerichtet ist.
Die Erfindung betrifft eine nordsuchende und kurshaltende Kreiselvorrichtung für ein Fahrzeug, bestehend
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