DE276214C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 276214 KLASSE 42 c. GRUPPE

in KIEL.

Kreiselkompaß. Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. August 1912 ab.

Die Versuche haben ergeben und die Theorie hat es bestätigt, daß ein Kreiselkompaß auf schlingernden oder stampfenden Schiffen im allgemeinen eine von der Nord-Südrichtung abweichende Stellung einnimmt, sobald der Kreiselkompaß merklich oberhalb oder unterhalb der Schlinger- bzw. Stampfachse des Schiffes Aufstellung findet.

Die Theorie zeigt, daß diese Abweichungen

ίο verursacht werden durch Schwingungen des mit dem Kreisel fest verbundenen Systems um die Kreiselachse, durch welche der Schwerpunkt des Systems nicht vertikal unter dem Aufhängepunkt bleibt, sondern in einer Ebene senkrecht zur Kreiselachse hin und her pendelt, und daß die Abweichungen klein werden, wenn das statische Moment, welches diese Schwingungen verursacht, hinreichend groß ist. Um demnach den Schlinger- und Stampf fehler des Kreiselkompasses zu verringern, ist es nötig, diese Pendelungen um die Kreiselachse nach Möglichkeit zu verringern und das statische Moment derselben möglichst groß zu machen.

Dies geschieht z: B. wie folgt:

Der Kreisel mit seiner Achse A sei in eine Kappe K eingeschlossen, die um die horizontal liegenden Zapfen Z₁, Z₁ (s. Fig. 1), die senkrecht auf A stehen, in dem Horizontal-

3o"rhjg R₁ drehbar ist. Das Untergewicht P zieht die Kreiselachse horizontal und bewirkt, daß die Kappe um Z₁, Z₁ bei nicht rotierendem Kreisel mit 1 bis 2 Sekunden Schwingungsdauer schwingt; sie hat dann bei rotierendem Kreisel 1 bis 2 Stunden Schwingungsdauer. Der Ring R₁ ist seinerseits mittels zweier horizontal liegender Zapfen Z₂, Z₂ in einem vertikalen Ringe R₂ (s. Fig. 2) drehbar, wobei die Zapfen Z₂, Z₂ senkrecht zur Richtung Z_x, Z₁ liegen, also in Richtung der Kreiselachse A fallen. Der Ring R₂ seinerseits ist um eine vertikale Achse im Gehäuse des Apparates drehbar und läßt, da er die Drehungen der Kreiselachse aus der Meridianebene heraus mitmachen muß, an einer Rose O die Stellung der Kreiselachse ablesen. Der Ring A₁ trägt nun oberhalb der Drehzapfenlager Z₁, Z₁ zwei Gewichte P₁, deren Drehmoment zur Achse Z₂, Z₂ nur wenig kleiner als das von P ist, so daß das System um die Zapfen Z₂, Z₂ nahezu ausbalanciert ist und eine verhältnismäßig große Schwingungsdauer von 3 bis 6 Sekunden hat. Da nun die Schlingerperiode des Schiffes je nach Größe und Art zwischen 6 und 15 Sekunden liegt (die modernen Riesenschiffe haben zwar eine noch größere Schlingerperiode, aber dafür einen nur minimalen Schlingerwinkel) und die erste mögliche Oberschwingung die dritte ist, so daß diese eine Schlingerperiode von 2 bis 5 Sekunden hat, so ist es möglich, durch geeignete Wahl der Gewichte P₁ dem System um die Kreiselachse eine Schwingungsperiode zu geben, die sicher höher liegt als die der möglichen Oberschwingungen des Schiffes, auf welchem der Kreisel Aufstellung findet, so daß also diese Schwingungen des Systems mit den letzteren nicht in Resonanz geraten kön-

nen. Auch kann Resonanz dieser Schwingungen mit der Grundschwingung des Schiffes vermieden werden. Dann aber können die Systemschwingungen um die Kreiselachse keine sehr großen Werte annehmen. £ine weitere Verminderung derselben geschieht dann am besten dadurch, daß dem System eine der Drehung um die Zapfen Z₂, Z₂ entgegenwirkende starke Dämpfung gegeben wird. Als

ίο Dämpfungsmethode ist jede beliebige verwendbar, wie z. B. Luftdämpfung oder magnetische Dämpfung; am geeignetstsn dürfte indessen die Massendämpfung sein, das ist eine Dämpfung, die durch eine im System befindliche Flüssigkeit bewirkt wird, da diese zwischen dem schwingenden System und der Vertikalen wirkt, während die ersteren zwischen dem schwingenden System und dem äußeren Ringe R₂ wirken würden. Ist der ganze Kompaß, wie wohl stets auf Schiffen, kardanisch aufgehängt, so kann auch der Kardanring die Funktion des Ringes R₂ übernehmen, nur ist zu beachten, daß die Kreiselachse jede beliebige Richtung gegenüber den Zapfen einnehmen kann, welche den Apparat im Kardanring tragen. Es muß demnach sowohl die Schwingungsdauer des Apparates im Kardanring als auch diejenige des Kardanringes im Gehäuse die oben erwähnte richtige Größe haben und diese beiden Schwingungen entsprechend gedämpft sein. Dies wird ohne weiteres erreicht, wenn die beiden Kardanachsen in einer Ebene liegen und der Schwerpunkt des im Kardanring hängenden Systems so wenig unterhalb des Schnittpunktes der Kardanachse liegt, daß es in allen Richtungen die notwendige Schwingungsdauer von 3 bis 6 Sekunden bekommt, und ferner eine nach allen Richtungen gleichmäßig wirkende Massendämpfung besitzt, die z. B. durch Eindringen einer Flüssigkeit in einen dosenförmigen Hohlraum geeigneter Größe erzielt wird. Hierbei kann der ganze, im Kardanring schwingende Apparat so schwer gemacht werden, daß trotz der Nähe des Schwerpunktes zum Schnittpunkt der Kardanachsen und der hierdurch erzielten langen Schwingungsdauer das statische Moment groß bleibt, da dieses durch das Produkt des Gewichtes und der Entfernung des Schwerpunktes vom Schnittpunkt der Kardanachsen gegeben ist. Diese Ausführungsform ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt. Das Gehäuse trägt den Kardanring R₀, der sich um zwei Zapfen senkrecht zur Papierebene im Gehäuse drehen kann; in dem Kardanring ist das Gestell G um zwei Zapfen Z₂, Z₂ drehbar, in welchen das eigentliche Kompaßsystem, bestehend aus Kreisel K und innerem Ringe A₁ um eine Vertikalachse Z₃, Z₃ drehbar angebracht ist. Es kann demnach der Kreisel mit Ring R₁ Drehungen um eine in die Richtung der Kreiselachse fallende Horizontalachse nur mit dem Gestell ausführen, dessen Bewegungen aber in der oben beschriebenen Weise ebenso wie die des Ringes R₂ herabgedrückt
können.

und gedämpft werden

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Einrichtung an Kreiselkompassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Massen des aufgehängten Systems derart unsymmetrisch um die Vertikalachse verteilt sind, daß die "Schwingungsdauer und das statische Moment der Sehwingungen um die Kreiselachse wesentlich verschieden von denen der Kreiselachse werden, daß ferner die Schwingungsdauer um die Kreiselachse so gewählt ist, daß diese von einer Resonanz mit den Schiffsschwingungen weitab liegt, und daß außerdem diese Schwingung mit starker Dämpfung versehen ist, alles zu dem Zwecke, durch Verkleinerung der möglichen Schwingungen um die Kreiselachse und Vergrößerung des statischen Momentes dieser Schwingungen die durch Stampfen oder Schlingern des Schiffes bedingten Abweichungen der Kreiselachse aus der Meridianebene zu verringern.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.