DE2848504C2

DE2848504C2 - Kreisel mit einem in einem gasgefüllten Gehäuse drehbar angeordneten Rotor

Info

Publication number: DE2848504C2
Application number: DE2848504A
Authority: DE
Inventors: Claude Eaubonne Coupin; Bernard de Neuilly sur Seine Cremiers
Original assignee: Sagem SA
Current assignee: Sagem SA
Priority date: 1977-11-09
Filing date: 1978-11-08
Publication date: 1984-07-19
Also published as: GB2007840B; DE2848504A1; FR2408744B1; FR2408744A1; GB2007840A; IT1099514B; IT7829003A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreisel mit einem in einem gasgefüllten Gehäuse drehbar angeordneten Rotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Bekanntlich ist die Verteilung der. Drücke an der Oberfläche einer von dem Kreiselgehäuse gebildeten Festen Wand gegenüber einer von dem Rotor des Kreisels gebildeten umlaufenden Wand, die der festen Wand gegenüberliegt eine Funktion der Neigung zwischen diesen beiden Wänden.

Wenn die umlaufende Wand sich in einer Ebene dreht, die strikt parallel zu der feststehenden Wand verläuft, ist die Druckverteilung symmetrisch zur Drehachse.

Wenn die umlaufende Wand sich hingegen in einer Ebene dreht, die mit der feststehenden Wand einen Winkel einschließt, ist die Druckverteilung nicht mehr symmetrisch zur Drehachse.

Dieses Phänomen ruft ein parasitäres Moment hervor, das auf die umlaufende Wand des Rotors einwirkt und dessen Achse gegenüber ihrer senkrecht zur feststehenden Wand gerichteten Orientierung auszulenken versucht. Das parasitäre Moment wiederum bewirkt Drifterscheinungen, durch welche die von dem Kreisel gelieferten Meßwerte gestört werden.

Durch die GB-PS 13 56 667 ist ein Kreisel mit den im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen bekannt. Bei diesem bekannten Kreisel wirkt das den Rotor zumindest teilweise umgebende feststehende Element als Luftleiteinrichtung, die die Beeinträchtigung der Kreiselwerte durch die erwähnten Drifterscheinungen reduzieren soll. V/eitercr einschlägiger Stand der Technik ist durch die CH-PS 4 79 053 und die GB-PS 10 78 771 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreisel mit den gattungsgemäßen Merkmalen so weiterzubilden, daß Drifterscheinungen aufgrund der von dem sich drehenden Rotor verursachten Luftströmung praktisch vollständig ausgeschlossen sind, indem dafür Sorge getragen wird, daß der durch die Luftströmung hervorgerufene Druck längs einer parallel zur Neigungsachse verlaufenden Achse unabhängig von einer eventuellen relativen Neigung zwischen feststehender und umlaufender Wand praktisch konstant ist

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Kreisel durch die kennzeichnenden Merkmale ues Patentanspruchs 1 gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche, auf die hiermit zur Verkürzung der Beschreibung ausdrucklich verwiesen wird.

Infolge der perforierten Ausbildung des den Rotor zumindest teilweise umgebenden feststehenden Elements und des von diesem bewirkten Druckausgleichs ist das Auftreten von parasitären Momenten praktisch völlig beseitigt

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher sHäntprt_

Fig. 1 zeigt eine graphische Darstellung der Druckverteilung an der Oberfläche einer feststehenden Wand.

F i g. 2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer feststehenden Wand und einer umlaufenden Wand.

F i g. 3 zeigt eine teilweise geschnittene Darstellung eines Kreisels.

In F i g. 1 sind als Ordinaten die Druckwerte an der Oberfläche einer feststehenden Wand (Kreiselgehäuse) längs einer parallele zur Neigungsachse verlaufenden Achse aufgetragen, um weiche eine umlaufende Wand (Kreiselrotor) relativ zu der feststehenden Wand geneigt ist. Auf der Abszisse sind die Positionen auf dieser parallel zur Neigungsachse verlaufenden Achse aufgetragen.

Wenn die umlaufende Wand sich in einer exakt parallel zur feststehenden Wand verlaufenden Ebene dreht, ergibt sich eine Druckverteilung läng- der betrachteten Achse entsprechend der Kurve A, die symmetrisch zur Ordinate verläuft.

Wenn sich dagegen die umlaufende Wand in einer Ebene dreht, die unter einem Winkel gegen die feststehende Wand gedreht ist, entsteht eine Druckverteilung, wie sie durch die gestrichelt eingezeichnete Kurve B wiedergegeben ist.

F i g. 2 zeigt eine schematische und perspektivische Darstellung der festen Wand 2 (Kreiselgehäuse) und der umlaufenden Wand 1 (Kreiselrotor). Auf der feststehenden Wand 2 wurde eine Achse 3 eingezeichnet, die parallel zur Neigungs- oder Kippachse 4 verläuft und der Abszisse in F i g. 1 entspricht

Die Kurve B in F i g. 1 gibt die Druckverteilung wieder, die bei einem Kippen der umlaufenden Wand 1 um die Kippachse 4 auftritt. Das Kippen der umlaufenden Wand 1 um die Kippachse 4 ist durch die Pfeile Fin F i g. 2 angedeutet.

Der in F i g. 3 dargestellte Kreiiel umfaßt einen Kreiselrotor 1, der in einem gasgefüllten Kreiselgehäuse 2 umläuft. Der Kreisel umfaßt ferner einen Antriebsmotor M, um den Kreiselrotor 1 über ein Kardangelenk 4 anzutreiben (flexibles Gelenk nach Art eines Hookeschen Gelenkes).

Lager 5, von denen in F i g. 3 nur eines sichtbar ist, si'.id zwischen dem Kreiselgehäuse 2 und den umlaufenden Abschnitten angeordnet, die auf der dem Rotor I abgewandten Seite des Kardangelenkes 4 liegen. Ferner

sind Detektoren 6 vorgesehen, um die Stellung des Kreiselrotors 1 relativ zum Kreiselgehäuse 2 festzustellen.

Der Kreiselrotor 1 ist mindestens teilweise von einem perforierten Element 7 umgeben, das sich im wesentlichen parallel zu der von dem Kreiselrotor 1 erzeugten Strömung erstreckt, um diese Strömung in dem Bereich 8 zwischen dem perforierten Element 7 und dem Kreiselrotor 1 einzuschließen und einen Ausgleich der Drükke beiderseits dieses perforierten Elementes 7 zu ermöglichen, d. h. einen Druckausgleich zwischen dem Bereich 8 und dem zwischen dem perforierten Erement 7 und dem Gehäuse 2 liegenden Bereich 9.

Dank dieses perforierten Elementes 7 zeigt der Druck längs der Achse 3 in F i g. 2 einen konstanten oder zumindest im wesentlichen konstanten Wert und dies auch in dem Fall, wenn die umlaufende Wand 1 in einer gegenüber der Ebene der feststehenden Wand 2 leicht geneigten Ebene rotiert. Die Druckverteilung bei Verwendung des perforierten Elementes 7 ist in F i g. 1 durch die Kurve C dargestellt Der Vergleich zwischen der Kurve B (herkömmlicher Kreisel) und der Kurve C (Kreisel mit perforiertem Element 7) zeigt deutlich die Bedeutung der Erfindung und den bei dem Kreise! erreichten technischen Fortschritt

Das perforierte Element 7 kann von einem Gitter oder Sieb gebildet sein, das vorzugsweise quadratische Maschenöffnungen besitzt

Bei dem in F i g. 3 dargestellten Kreisel ist der Kreiselrotor 1 in Form eines Rades oder eine Scheibe ausgebildet deren Endfläche la sich in Gegenüberstellung zu der Gehäuserückwand oder dem Gehäuseboden 2a des Gehäuses 2 befindet Unter diesen Bedingungen ist das perforierte Element 7 mindestens zwischen dieser Endfläche la und der Gehäuserückwand 2a angeordnet

Das perforierte Element 7 kann ferner einen die zylindrische Mantelfläche \b des Kreiselrotors 1 umschließenden Abschnitt und einen parallel zu der anderen Endfläche Ic des Kreiselrotors 1 verlaufenden Abschnitt aufweisen. Zur Konstruktion ist zu sagen, daß das perforierte Element 7 zwischen zwei an dem Kreiselgehäuse ? ausgebildeten Schultern 10 und 11 eingespannt sein kann.

Zur Veranschaulichung der Erfindung seien die folgenden Werte als Beispiele gegeben: Bei einem Kreisel, dessen Rotor einen Durchmesser von 50 mm und dessen Gehäuse einen Innendurchmesser von 55 mm aufweist, besitzt das diesen Rotor mindestens teilweise umgebenden perforierte Element Durchtrittsöffnungen oder Maschen, deren Durchmesser beispielsweise zwischen 0,25 mm und 2,5 mm liegt.

Unabhängig von der speziellen Ausführungsform der Erfindung hat sich gezeigt, daß der Kreisel praktisch unempfindlich gegen Stö^rmomente ist, die von den durch die Drehung des Rotors herrührenden aerodynamischen Kräften erzeugt werden. Es ist ferner zu bemerken, daß die erP.ndungsgemäße Vorrichtung äußerst einfach im Aufbau ist und der Hersiellungspreis für den Kreisel durch die Anordnung des perforierten Elementes praktisch nicht beeinflußt, wird.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kreisel mit einem in einem gasgefüllten Gehäuse drehbar angeordneten Rotor (1), der zumindest teilweise von einem feststehenden Element (7) umgeben ist das sich zumindest annähernd parallel zu der von dem Rotor (1) bei dessen Drehbewegung erzeugten Strömung erstreckt, so daß die genannte Strömung in dem Bereich zwischen diesem Element (7) und dem Rotor (1) eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (7) perforiert ist und infolgedessen eine Egalisierung der Drücke beiderseitig desselben gegeben ist.

Z Kreisel nach Anspruch 1, dessen Rotor die Form einer Scheibe mit einer der Rückwand des Gehäuses zugewandten Transversalfläche hat, dadurch gekennzeichnet, daß das perforierte Element (7) zumindest zwischen dieser Transversalfläche (\a) und der Gehäuserückwand (2a_>>angeordnet ist.

3. Kreiseltfuch Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das perforierte Element (7) ferner einen die Mantelfläche {\a) des Rotors (1) umgebenden Abschnitt sowie ggf. einen der anderen Transversalfläche (lcjgegenüberliegenden Abschnitt aufweist.

4. Kreisel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das perforierte Element (7) zwischen zwei Schultern (10, 11) des Kreiselgehäuses (1) eingespannt ist

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