DE3149327A1

DE3149327A1 - Rate gyro

Info

Publication number: DE3149327A1
Application number: DE19813149327
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Fischer; Ulrich Dipl.-Ing. 2301 Altenholz Henke; Norbert 2301 Mönkeberg Schneider
Original assignee: Anschuetz and Co GmbH
Current assignee: Raytheon Anschuetz GmbH
Priority date: 1981-12-12
Filing date: 1981-12-12
Publication date: 1983-06-23
Also published as: NL8204818A; DE3149327C2

Abstract

The invention relates to a rate gyro, preferably for river boats, with a vehicle-fixed holder (12) which exhibits the reference input axis (10), a frame (24) which is rebalanced rotatably perpendicularly with respect to the input axis and elastically on the holder (12), the bearing pins (20, 22) of which form the output axis (14), a gyro rotor (15) supported rotatably on the holder (24) perpendicularly to the output axis (14) and perpendicularly to the input axis (10), the bearings of which gyro rotor form the running axis (26), and with a tap for generating a signal corresponding to the angular velocity of the holder (24) with respect to its support on the frame (12). So that the device measuring the torque does not also detect the elastic and plastic deformations in components adjoining the measuring sensor and displacements between measuring sensors and measuring device which are due to temperature differences, the following features should be used: for the elastic rebalancing of the frame (24) on the holder (12), a straight torsion rod (28), having the same axis as the output axis (14) and the inner end of which is rigidly connected to a bearing pin (22) of the frame (24) and the outer end of which is rigidly connected to the free leg of a mounting arm (30) connected to the holder (24) or formed in one piece therewith. The two ends of the torsion rod (28) carry two equally long lever arms (32, 34), the free ends of which carry the elements (36, 38) of a reaction-free tap which converts the relative movement of the lever arms (32, 34) with respect to one another into an electrical signal. <IMAGE>

Description

WendekreiselRate gyro

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wendekreisel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a rate gyro according to the preamble of claim 1.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Wendekreisel für Binnenschiffe, um die Winkelgeschwindigkeit und damit die Drehgeschwindigkeit des Schiffes anzuzeigen. Gerade bei den begrenzten Raumverhältnissen auf Binnengewässerninsbesondere Flüssen, ist eine hohe Wendigkeit und eine genaue Anzeigemöglichkeit wichtig. Außerdem sollen dort eingesetzte Wendekreisel nicht allzu teuer in der Anschaffung sein, da entsprechende Schiffe ebenfalls kleiner und billiger sind. Allgemein kommt es darauf an, eine genaue und zuverlässige Anzeige zu erhalten, die möglichst frei von systembedingten Meßfehlern ist.In particular, the invention relates to a rate gyro for Barges to determine the angular speed and thus the rotational speed of the Ship display. Especially with the limited space available on inland waters Rivers, a high degree of maneuverability and an accurate display is important. aside from that the rate gyro used there shouldn't be too expensive to buy, since corresponding ships are also smaller and cheaper. Generally it happens strive to get an accurate and reliable display that is as free as possible of system-related measurement errors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wendekreisel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß sich das erzeugte Signal möglichst stetig und verhältnisgleich mit der zu messenden Winkelgeschwindigkeit um die Eingangsachse ändert. Die das Drehmoment messende Einrichtung soll dabei nicht elastische oder plastische Verformungen in een an den Meßfühlern angrenzenden Bauteilen miterfassen. Sie soll weiterhin auch keine Versehiebungen zwischen Meßfühler, beispielsweise einer Meßfeder, und Meßeinrichtung mit erfassen, die durch Temperaturunterschiede bedingt sind.The invention is based on the object of a rate gyro according to the preamble of claim 1 so that the generated signal is as possible steady and in proportion to the angular velocity to be measured around the input axis changes. The device measuring the torque should not be elastic or also detect plastic deformations in components adjoining the sensors. You should continue to have no misalignments between sensors, for example a measuring spring, and measuring device with record the temperature differences are conditional.

Schließlich soll die Ausgangsachse möglichst reibungsfrei gelagert sein.Finally, the output axis should be mounted as friction-free as possible be.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.According to the invention, the object is achieved by the features of the label of claim 1 solved. Further developments of the invention are set out in the subclaims shown.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung, die eine Vorderansicht eines Wendekreisels, teilweise im Schnitt, darstellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing, which is a Front view of a rate gyro, partially in section, represents.

Der dargestellte Wendekreisel dient der Anzeige einer Kursänderung eines Binnenschiffes, d. h. einer Drehung um seine Hochachse 10. Zu diesem. Zweck ist schiffsfest ein Gestell 12 angeordnet, das einen Befestigungsarm 30 aufweist. An freien, im wesentlichen U-förmigen Schenkeln des Gestells 12 sind zwei Kugellager 16 und 18 für die möglichst reibungsfreie Lagerung des Rahmens 24 angeordnet. Der Rahmen 24 ist über eine Lagerwelle in Form von zwei sich gegenüber liegenden Lagerzapfen 20 und 22 am Gestell 12 drehbar gelagert. Während die schiffsfeste Eingangsachse 10 parallel zur Hochachse des Schiffes angeordnet ist, ist die Lagerung des Rahmens 24, die koaxial zur Ausgangsachse 14 angeordnet ist, rechtwinklig zur Eingangsachse 10 angeordnet. Innerhalb des Rahmens 24 ist der Kreiselläufer 15 drehbar an den Enden einer Laufachse 26 gelagert. Die Laufachse 26 steht sowohl senkrecht zur Ausgangsachse 14 als auch zur Eingangsachse 10. die parallel zur Schiffsachse angeordnet ist wobei sich die drei Achsen in einem Aufhängungspunkt schneiden.The rate gyro shown is used to indicate a change in course a barge, d. H. a rotation around its vertical axis 10. To this. purpose a frame 12, which has a fastening arm 30, is arranged on the ship so as to be fixed to the ship. On free, essentially U-shaped legs of the frame 12 are two ball bearings 16 and 18 arranged for the most friction-free storage of the frame 24. Of the Frame 24 is via a bearing shaft in the form of two opposite bearing journals 20 and 22 rotatably mounted on the frame 12. While the ship's fixed entrance axis 10 is arranged parallel to the vertical axis of the ship, is the storage of the frame 24, which is arranged coaxially to the output axis 14, at right angles to the input axis 10 arranged. Within the frame 24, the rotary rotor 15 is rotatable on the The ends of a running axle 26 are supported. The running axis 26 is both perpendicular to the output axis 14 as well as to the input axis 10, which is arranged parallel to the ship axis the three axes intersect at a point of suspension.

Der Rahmen 24 ist am Gestell 12 federnd gefesselt ei jeder Drehung des Gestells 12 um die Eingangsachse 10, d. h. bei jeder Drehung des Schiffes um seine Hochachse, wird ein Drehmoment des Rahmens 24 um die Ausgangsachse 14 entgegen der federnden Fesselung erzeugt. Im Falle eines Proportional- oder P-Wendekreisels ist das Drehmoment bzw. der Ausschlag des Rahmens 24 und die Kippbewegung der Laufachse 26 des Kreisels direkt proportional der Winkelgeschwindigkeit bzw. Drehgeschwindigkeit des Schiffes.The frame 24 is resiliently tied to the frame 12 ei each rotation of the frame 12 about the input axis 10, i. H. every time the ship turns its vertical axis, a torque of the frame 24 about the output axis 14 is opposed the resilient bondage generated. In the case of a proportional or P-rate gyro is the torque or the deflection of the frame 24 and the tilting movement of the barrel axis 26 of the gyro directly proportional to the angular speed or rotational speed of the ship.

Zwischen einem U-förmigen Schenkel des Gestelles 12 und einem außen angeordneten Befestigungsarm 30 ist ein die federnde Fessel bildender Torsionsstab 28 angeordnet, dessen inneres Ende starr mit der Lagerwelle bzw. dem Lagerzapfen 22 des Rahmens 24, und dessen äußeres Ende starr mit dem freien Schenkel des Befestigungsarmes 30 verbunden ist. Von den beiden Enden des Torsionsstabes 28 ausgehend erstrecken sich zwei gleichlange parallel zu einander angeordnete Hebelarme 32 und 34. Die freien Enden dieser beiden Ilebelarme tragen Fühler, die in Abhängigkeit von ihrer Relativbewegung ein elektrisches Signal erzeugen.Between a U-shaped leg of the frame 12 and an outside arranged fastening arm 30 is a resilient shackle forming torsion bar 28 arranged, the inner end of which is rigidly connected to the bearing shaft or the bearing journal 22 of the frame 24, and its outer end rigid with the free leg of the mounting arm 30 is connected. Extending from the two ends of the torsion bar 28 two equally long lever arms 32 and 34 arranged parallel to one another free ends of these two arms of the ileus carry antennae, which depend on their Relative movement generate an electrical signal.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel trägt einer der beiden Hebel einen Magneten, vorzugsweise einen Permanentmagneten 38, während das gegenüberliegende Ende des anderen Hebelarmes 32 einen Hallgenerator trägt.In a preferred embodiment, one of the two levers carries a magnet, preferably a permanent magnet 38, while the opposite End of the other lever arm 32 carries a Hall generator.

Durch die Änderung des Abstandes des Magneten 38 vom Hallgenerator 36 ändert sich das auf den Hallgenerator einwirkende Magnetfeld, was zu einer Änderung der abgegriffenen Hallspannung führt.By changing the distance between the magnet 38 and the Hall generator 36 changes the magnetic field acting on the Hall generator, which leads to a change the tapped Hall voltage leads.

LeerseiteBlank page

Claims

Turning gyro PATENT CLAIMS Turning gyro, preferably for inland waterway vessels, with a vehicle-fixed frame (12) which has the reference input axis (10), one that can be rotated and resiliently tied to the frame (12) perpendicular to the input axis Frame (24), the bearing pin (20,22) of which form the output axis (14), one perpendicular rotatable to the output axis (14) and perpendicular to the input axis (10) on the frame (24) mounted rotary rotor (15), the bearings of which form the running axis (26), as well as with a tap for generating one of the angular velocity of the frame (24) opposite its storage on the frame (12) corresponding signal, characterized in that that for the resilient restraint of the frame (24) on the frame (12) a straight, to the output axis (14) equiaxed torsion bar (28) is used, the inner end of which is rigid with a Bearing pin (22) of the frame (24) and its outer end rigid with the free leg a fastening arm connected to the frame (12) or formed in one piece therewith (30) is rigidly connected, and that the two ends of the torsion bar (28) two Wear arms of the same length (32, 34), the free ends of which the elements (36, 38) of a wear a reaction-free pick-up that controls the relative movement of the lever arms (32, 34) converts to each other into an electrical signal.

2. rate gyro according to claim 1, characterized in that as elements (36, 38) for tapping a magnetic Hall generator arrangement is used, with one Lever arm (34) a magnet, preferably a permanent magnet (38) and on the opposite Lever arm (32) the actual Hall generator (36) is arranged.