DE283490C - - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/02—Rotary gyroscopes
- G01C19/44—Rotary gyroscopes for indicating the vertical
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- M 283490 -KLASSE 42 c. GRUPPE
HANS TRACHE in DRESDEN.
/ Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Mai 1911 ab.
Bei Fahrzeugen, die sich in Bewegung befinden, ist es für verschiedene Zwecke von
Λ Wert, eine von den Bewegungen der tragenden Unterlage unbeeinflußbare Richtungskonstante
in bezug auf den augenblicklichen Erdhorizont des Fahrzeuges festzuhalten. Dieses
Bedürfnis macht sich vor allem bei Fahrzeugen bemerkbar, bei denen zu irgendeinem Zwecke
das Verlassen einer bestimmten Lage zur Horizontalebene meßbar festgelegt werden soll.
Das sind in Sonderheit Unterwasser- und Luftfahrzeuge, weil von ihrer Lage zur Horizontalebene die Höhenrichtung ihres Kurses und
die Erhaltung ihres Gleichgewichts abhängig
ist. ■ ' .
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die gestattet, die senkrechte Lage einer
auf schwankender Unterlage kardanisch aufgehängten Achse durch die Richtkraft eines
Kreiselsystems aufrechtzuerhalten. Die Erfindung besteht in der Verbindung eines Uhrwerkantriebes,
der in an sich bekannter Weise benutzt wird, die senkrechte Achse über dem Kreiselsystem in 24 Stunden: Sternzeit einmal
um eine zur Erdachse parallele Achse im Sinne der Erddrehung herumzudrehen mit der durch die Aufhängung im Massenmittelpunkte
bedingten Ausschaltung der Wirkung der äußeren Kräfte auf das Kreiselsystem.
Die Wirkungsweise der neuen Vorrichtung, die die Möglichkeit gibt, die Abweichung der
Unterlage von der Horizontalebene durch die Ausschläge der Ringe der kardanischen Aufhängung
gegeneinander und gegen die Unterlage meßbar oder kraftschaltend zu registrieren,
soll zunächst unter Bezugnahme auf Fig. ι der Zeichnung erläutert werden.
Es handelt sich hier um die Richtungen dreier Achsen: i. um die Richtung der im
Welträume richtungsfest stehenden. Achse a eines rotierenden Kreiselsystems, 2. um die
Richtung der durch dessen Richtkraft ortssenkrecht zu haltenden, also jederzeit nach
dem Erdmittelpunkt gerichteten Achse b. Diese ist im Flugzeug kardanisch aufgehängt,
so daß das Fahrzeug frei um sie schwingen kann. Beide Achsrichtungen schneiden sich
im Massenmittelpunkt der kardanischen Aufhängung in der sie im Fahrzeug hängen; 3. um
die Richtung der ebenfalls im Welträume riehtungsfest
stehenden Erdachse c. Um diese dreht sich der Schnittpunkt der ersten beiden ·
Achsen in der Entfernung des Erdradius, multipliziert mit dem Kosinus des Ortsbreitengrades,
in 24 Stunden einmal herum.
Fig. ι veranschaulicht die Relativbewegungen der Achsen α und b, von einem Punkte
des . Fixsternhimmels aus gesehen.
Der Apparat möge in seiner Anfangsstellung auf dem Meridian α = 0 und der nördliehen
Breite von 30° stehen. In dieser Stellung möge die Achse α die Erdachse c in
ihrer Verlängerung über den Südpol hinaus unter 30 ° schneiden. Sie wird also nach einer
Drehung der Erde um 180° oder nach 12 Stunden horizontal liegen, während sie beim Meridian
0 mit ihrer oberen Spitze gegen die Ortssenkrechte δ um 30 ° nach Norden geneigt
war. In Meridian a = o° und α = i8o° schneidet ihre Verlängerung die Erdachse ein-
mal südlich, das andere Mal nördlich der Pole. In allen Zwischenstellungen kreuzt
sich α mit c im Räume.
Nun beachte man, daß der Schnittpunkt von α und b, der Erdpunkt heißen soll, im
Welträume nicht stillsteht, sondern mit der
Erde sich um deren Achse c dreht, d. h. die Richtung der Ortssenkrechten beschreibt
in 24 Stunden einen Kegelmantel, dessen Spitze im Erdmittelpunkt d liegt. Der Erdpunkt
selbst beschreibt in dieser Zeit einen Kreis um die Erdachse, dessen Ebene mit der Ebene des betreffenden Breitengrades des
Erdpunktes sich deckt.
Verfolgt man während der Drehung von 24 Stunden die geometrische Projektion e der
ortssenkrechten Achse b auf diese Ebene, so erhellt, daß die Projektion e und die mit ihr
stets den gleichen Winkel β einschließende ortssenkrechte Achse b sich um eine zur Erdachse
c parallele Achse f zu gleicher Zeit einmal im Sinne der Erddrehung relativ zum
Raum herumdreht. Während dieser Bewegung schreitet die der Erdachse c parallele Drehachse f auf der Kreisspur des Breitengrades
oder des Erdpunktes synchron fort. Die Achse α des Kreiselsystems und ihre
geometrische Projektion g auf dieselbe Ebene, die beide auch stets einen sich gleichbleibenden
Winkel γ einschließen, bleiben aber in jeder Stellung während der 24 Stunden im
Welträume parallel, da infolge der Eigenschaften des Kreisels seine Richtkraft im Räume
zur Geltung kommt.
Nun denke man sich die Richtung der Achse α des Kreiselsystems mit der Richtung
der ortssenkrecht zu haltenden Achse b über der im Räume richtungsfest gehaltenen Achse a
des Kreiselsystems in 24 Stunden einmal um eine zur Erdachse c parallel gedachte Achse f
im Sinne der Erddrehung herumgedreht, etwa durch Uhrwerksantrieb. Infolge der Richtkraft
des Kreisels wird der Erfolg der sein, daß die ortssenkrecht zu haltende Achse stets
in diese Lage hineingedreht wird.
Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in Fig. 2
schematisch dargestellt.
Mit h sind Parallele zur Längsachse des Flugzeuges
bezeichnet, auf denen die in den kardanischen Ringen i und k hängende, durch
die Kreiselwirkung ortssenkrecht zu haltende Achse b komponental drehbar gelagert ist.
Die Ortssenkrechte b ist durch den Ring I, die beiden Doppelringe m und η und den die
Kreiselachse α tragenden Ring p mit dieser verbunden, m und η können im Ring / so
gedreht werden, daß sich die Neigung ihrer Ebene gegen die Ebene von I an einer Gradeinteilung
0 ablesen und festklemmen läßt. Damit kann auch die Ebene der Ringe m, η
gegen die Senkrechte b so eingestellt werden, daß sie sich mit der Ebene des Erdbreitengrades
deckt, also die — nicht gezeichnete — Drehachse f der Ringe m, η parallel zur Erdachse
zu stehen kommt, wenn vorher mit Hilfe eines Kompasses die Drehachse der Ringe m, η im Ring I von Ost nach West
und die Achse b selbst durch Aufsatzlibellen senkrecht eingestellt war. Der Ring m wird
über η durch Uhrwerksantrieb synchron der Erddrehung in 24 Stunden einmal herumgedreht,
d. h. die Richtung der senkrechten Achse b wird über der Richtung der raumfesten
Achse α durch mechanische Mittel um eine zur Erdachse parallel eingestellte, im
gezeichneten Ausführungsbeispiel ideelle Achse f in 24 Stunden einmal im Sinne der Erddrehung
abgedreht.
Auf der zu f normalen Ebene E, die mit der Ebene des Breitengrades zusammenfällt,
sind zum Vergleich mit Fig. 1 die radial fortschreitenden Projektionen g der Kreiselächse a
gegen die Projektion e der senkrechten Achse b eingezeichnet. Die Stellungen der Achse a
sind in Zwischenstellungen von 45 zu 45° oder nach einem jeweiligen Zeitraum von <s
3 Stunden angegeben. Diese Phasen korrespondieren mit den in Fig. 1 dargestellten.
Der Ring p ist auch in seiner Stellung nach 6 Stunden als p' nochmals eingezeichnet.
Claims (1)
- Patent-Anspruch :Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der senkrechten Lage einer auf schwankender Unterlage kardanisch aufgehängten Achse durch die Richtkräft eines raumfesten Kreiselsystems, gekennzeichnet durch die Verbindung eines Uhrwerkantriebes, der in an sich bekannter Weise benutzt wird, die senkrechte Achse über dem Kreiselsystem in 24 Stunden Sternzeit einmal um eine zur Erdachse parallele Achse im Sinne der Erddrehung herumzudrehen mit Mitteln, um durch die Aufhängung im Massenmittelpunkte die Wirkung der äußeren Kräfte auf das Kreiselsystem auszuschalten, zum Zwecke, die senkrechte Achse gegenüber dem raumfesten Kreiselsystem in ihrer Stellung zu halten und die Abweichung der Unterlage von der Horizontalebene durch die Ausschläge der Ringe der kardanischen Aufhängung gegeneinander und gegen die Unterlage meßbar oder kraftschaltend zu registrieren.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE283490C true DE283490C (de) |
Family
ID=539051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT283490D Active DE283490C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE283490C (de) |
-
0
- DE DENDAT283490D patent/DE283490C/de active Active
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