DE3218451A1 - Horizontiereinrichtung fuer einen kurskreisel - Google Patents

Horizontiereinrichtung fuer einen kurskreisel

Info

Publication number
DE3218451A1
DE3218451A1 DE19823218451 DE3218451A DE3218451A1 DE 3218451 A1 DE3218451 A1 DE 3218451A1 DE 19823218451 DE19823218451 DE 19823218451 DE 3218451 A DE3218451 A DE 3218451A DE 3218451 A1 DE3218451 A1 DE 3218451A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pendulum
frame
axis
damping
leveling device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19823218451
Other languages
English (en)
Other versions
DE3218451C2 (de
Inventor
Klaus 6906 Leimen Keller
Gunter 6837 St.Leon-Rot Nagel
Gerhard Ing.(grad.) 6909 Walldorf Nieder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rockwell Collins Deutschland GmbH
Original Assignee
Teldix GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Teldix GmbH filed Critical Teldix GmbH
Priority to DE19823218451 priority Critical patent/DE3218451A1/de
Publication of DE3218451A1 publication Critical patent/DE3218451A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3218451C2 publication Critical patent/DE3218451C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/34Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

  • Horizontiereinrichtung für einen Kurskreisel
  • Die Erfindung betrifft eine Horizontiereinrichtung für einen Kurskreisel, enthaltend ein drehbar gelagertes Pendel und eine Abgriffeinrichtung zur Erzeugung eines von der Verdrehung des ersten Rahmens an die zweite Achse gegenüber der Pendel einrichtung abhängigen Signals und einen auf den zweiten Rahmen einwirkenden Momentengeber, dem das Signal zwecks Horizontierung der Spinachse zugeführt wird.
  • Eine solche Horizontiereinrichtung ist in der britischen Patentschrift 997 469 beschrieben. Diese weist einer induktiven Abgriff auf, wobei das Erregerfel d durch einen an dem Pendel angebrachten Rückschluß entsprechend der Pendel stellung in die Abgriffspule eingekoppelt wird. Das Signal der Abgriffspule dient zum Erzeugen eines Drehmomentes, so daß der innere Rahmen in die Horizontallage nachgeführt wird. Ein Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß Störfelder, die nicht völlig auszuschließen sind, von der Abgriffspule erfaßt werden und entsprechende Fehlersignale erzeugen. Weiterhin ist aus der DE-OS 2026993 ein Trägheitspendel bekannt. Dieses Pendel dient ebenfalls zum Anzeigen der Vertikalrichtung. Ein reibungsarm gelagertes Unwuchtrad hat an seinem äußeren Umfang eine Blende, die gleichzeitig ein Gewicht darstellt und damit die Vertikalrichtung markiert. Diese Blende unterbri'cht in der vertikal en Stellung einen Lichtstrahl, der von einer Lichtquelle auf einen optischen Sensor geworfen wird. Bei einer Schräglage des gesamten Systems wird der Sensor von dem Lichtstrahl erfaßt und gibt ein entsprechendes Signal ab.
  • Um ein Pendeln des Unwuchtrades wirksam zu bedämpfen, ist ein konzentrisches Rohr auf dem Rad angebracht, das eine Querschnittsverengung aufweist und mit einer Dämpfungsflüssigkeit gefüllt ist. Mit diesem Trägheitspendel ist lediglich eine Auslenkung, nicht aber die bei einem Kurskreisel notwendige Information der Richtung der Auslenkung zu gewinnen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hori zonti erei nri chtung für einen Kurskrei sel zu schaffen, die eine genaue Sensierung der Abweichung der ersten- bzw.
  • Spinachse von der Horizontalen ermöglicht und störungsunempfindlich ist.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Pendel am ersten Rahmen exzentrisch zur zweiten Achse derart gelagert ist, daß seine Drehachse bei horizontierter Spinachse in der Vertikal ebene durch die zweite Achse liegt und daß die Abgriffeinrichtung auf dem zweiten Rahmen angeordnet ist.
  • Durch die exzentrische Lagerung des Pendels, beispielsweise an einem Aufhängepunkt der oberhalb der zweiten Achse liegt, erhält man eine sehr platzsparende Lösung, zumal zusätzliche Pendelgewichte entfallen. Die Abgriffvorrichtung, die mehrere Signalleitungen und Stromversorgungsleitungen benötigt, braucht nicht mehr wie allgemein üblich auf den ersten Rahmen angeordnet bzw. selbst als Pendel ausgebildet werden, wozu mehrere Schleifkontakte erforderlich waren, sondern kann starr mit dem zweiten Rahmen verbunden sein, so daß auch aufgrund der geringeren Anzahl von elektrischen Verbindungspunkten eine geringere Störanfälligkeit erreicht wird.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung ist als Abgriffeinrichtung ein Differentialabgriff vorgesehen. Damit ist gewährleistet, daß die Nullpunkteinstellung sich nicht verändert. In Verbindung mit optischen Sendern und Sensoren ist hier in vorteilhafter Weise eine einfache und zuverlässige Einrichtung geschaffen, wobei die Signale der Sensoren über Ansteuerschal tungen und Vomentengeber eine Horizontierung der ersten Achse bewirken.
  • Um eine definierte Ausleuchtung der Sensoren zu gewährleisten, ist in einer weitern Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, eine Blende zwischen Lichtquellen und Sensoren anzuordnen und auf dem ersten Rahmen zu befestigen derart, daß über den gesamten Schwenkbereich des ersten Rahmens um die zweite Achse eine konstante Öffnungsbreite gewährleistet ist. Hierzu sind in der Blende konzentrische Schlitze eingearbeitet. Diese Schlitze werden in der Normalstellung, d. h. bei Horizontierung der ersten Achse gleichmäßig überdeckt, so daß jeder der in Differenzschaltung verknüpften Sensoren die gleiche Lichtmenge erhält.
  • Es ist in einer alternativen Ausgestaltung auch vorgesehen, das Pendel mit den Schlitzen zu verrehen und die Blende als kreisrunde Scheibe auszubilden. Hierbei sind in der Normalstellung die Sensoren jedoch nicht überdeckt, sondern erhalten durch die Schlitze die mehr oder weniger volle Lichtmenge.
  • Weiterbildungsgemäß ist vorgeschlagen, zur Dämpfung der Pendel schwingungen eine Dämpfung mittels eines Dämpfungsmittels, beispielsweise Silikonöl vorzusehen. Hierzu ist das Pendel an seinem Aufhängungspunkt mit einer Welle versehen.
  • Diese Welle trägt ein im Durchmesser etwas grösseres zylinderförmiges Teil, über oder in welches ein ebenfalls zylinderförmiger Körper eingreift und zwischen diesen Teilen ein radialer Luftspalt gebildet wird. Der zylinderförmige Körper ist an dem zweiten Rahmen befestigt und damit gegenüber der zelle starr. Durch das Schwingen des Pendels entsteht somit eine Relativbewegung zwischen den im Luftspalt sich gegenüberliegenden Teilen. Bringt man in den Luftspalt etwas Dl oder ein anderes geeignetes Dämpfungsmittel, dann wird eine wirksame Bedämpfung der Schwingungen erreicht. Aufgrund der Kapillarwirkung des Öls bleibt dieses, trotz beidseitiger Öffnung des Luftspaltes, innerhalb desselben. Zur zusätzlichen Sicherung wird weiterbildungsgemäß vorgesch'agen, innerhalb des Luftspaltes auf wenigstens einem der Teile eine Nut vorzusehen. Ferner kann auch ein Antikriechmittel an den Stellen aufgetragen werden, die vom Öl nicht benetzt werden dürfen. Beispielsweise wird bei einem Luftspalt von ca. 0,3 mm und einer Viskositit des Öls von 0,005 m2/s eine wirksame Dämpfung des Pendels erreicht.
  • Die Dämpfungseinrichtung findet natürlich nicht nur in Hori zonti erei nri chtungen für Kurskreisel Verwendung, sondern kann überall dort auch eingesetzt werden, wo mit einfachen Mitteln eine Dämpfung von Schwingungen zwischen zwei relativ zueinander beweglich angeordneten Teilen benötigt wird, beispielsweise zur Dämpfung der Zeigerbewegung in Meßinstrumenten.
  • Nachfolgend wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen Fig. 1 den schematischen Aufbau eines Kurskreis-els Fig. 2 einen Schnitt durch das Dämpfungselement.
  • In Fig. 1 ist ein Kurskreisel in Prinzipdarstellung gezeigt.
  • Er besteht aus dem Kreiselmotor 1, der mit seiner Spinachse 3 in einem als Präzessionsrahmen 2 bezeichneten ersten Rahmen gelagert ist. Dieser ist seinerseits mit, zur Spinachse 3 des Kreiselmotors 1 senkrechter Achse 4 in einem als Hochrahmen 5 bezeichneten zweiten Rahmen gelagert.
  • Dieser Rahmen ist wiederum mit einer senkrecht zur Achse 4 angeordneten Hochachse 6 in einem Gestell 7 mittels den Lagern 10, 11 drehbar angeordnet.
  • Zur Anzeige der Kursrichtung ist ein Abgriff 9 vorgesehen der die Stellung der Hochachse 6 in Bezug auf das Gestell 7 mißt und einer Kursauswerteschaltung, die hier nicht dargestellt ist, zuführt. Zur k-orrekten Anzeige des Kurses ist es notwendig, die Spinachse 3 des Kreiselmotors 1 in einer horizontalen Lage zu halten. Bei Abweichungen aus dieser Lage gibt ein Momentengeber 21 der z. B. im Bereich des Lagers 11 angeordnet ist ein Moment auf die Achse 6 derart, daß die Spinachse 3 horizontiert wird. Zur Sensierung der Lage der Spinachse ist eine Pendeleinrichtung 12 vorgesehen.
  • Die Pendeleinrichtung 12 besteht aus einer zur Achse 4 konzentrisch angeordneten Blende 13, diese weist über je einen Teilumfang ebenfalls konzentrische Schlitze 14? 15 auf und ist an dem Rahmen 2 befestigt. Die Länge der Schlitze ist so gewählt, daß bei der max. zulässigen Schräglage der Spinachse von beispielsweise 60° noch eine Sensierung der Stellung möglich ist. Auf dieser Blende ist mit einer Welle 16 eih Pendel 17 drehbar gelagert. Dieses Pendel 17 ist ebenfalls zur Achse 4 konzentrisch und überdeckt bei horizontierter Spinachse 3 die Schlitze 14, 15 gleichmäßig. Auf einem Bügel 18, der um die Blende greift, sind im Bereich der Schlitze 14, 15 Lichtschranken 19, 20 angeordnet, wobei die Lichtquellen beispielsweise auf der sichtbaren Seite befestigt sind und die Sensoren sich hinter der Blende 13 befinden, Die Lichtschranken dienen als optische Abgriff einrichtung und sind in Differenzschaltung gekoppelt. Das Differenzsignal wird über eine hier nicht dargestellte Schaltungseinrichtung dem Momentengeber 21 zugeführt zur Nachstellun-g der Lage der Spinachse 3. Es ist ersichtlich, daß nur bei einer Auslenkung der Spinachse aus der horizontalen Lage ein Differenzsignal erzeugt wird, das je nach Auslenkungsrichtung negativ sonder positiv ist und somit in einfacher Weise als Korrektursignal zur Verfügung steht. Zur Vermeidung von Korrektursignalen, die durch ein Vibrieren oder Schwingen des Pendels hervorgerufen werden können, besitzt das Pendel an der Welle 16 eine Dämpfungseinrichtung. Diese ist in Fig. 2 in starker Vergrößerung dargestellt. An Blende 13, die tier nur teilweise dargestellt ist, ist ein Flansch 22 angebracht. Dieser Flansch trägt an den axialen Enden zwei Kugellager 23, 24.
  • In diese Lager ist die Welle 16, an welcher das Pendel 17 befestigt ist, eingeschoben und mit einer Hülse 25 und einer Mutter 26 qesichert. Die Hülse 25 besitzt weiterhin einen topfförmigen Ansatz 27, der über den Flansch 22 reicht, wobei zwischen Flansch und Hülse ein geringer Luftspalt gebildet wird. In diesen Luftspalt ist eine geringe Menge Silikonöl 29 eingebracht, das sich im unteren Bereich des Luftspaltes sammelt und die sich gegenüberliegenden Flachen des Ansatzes 27 von Hülse 25 und Flansch 22 benetzt. Zur besseren Konzentrierung des Öls ist auf dem Flansch 22 ein Einstich 28 vorgesehen, ferner sind die Segrenzungsfl achen des Luftspaltes mit einem Antikriechmittel versehen, um eine Veränderung der Dämpfungseinqenschaften zu verhindern.

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. ) Horizontiereinrichtung für ein-en Kurskreisel, enthaltend ein drehbar gelagertes Pendel und eine Abgriffeinrichtung zur Erzeugung eines von der Verdrehung des ersten Rahmens um die zweite Achse gegenüber der Pendeleinrichtung abgängigen Signals und einen auf den zweiten Rahmen einwirkenden Momentengeber, dem das Signal zwecks Horizontierung der Spinachse zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel (17) am ersten Rahmen (2) exzentrisch zur zweiten Achse (4) derart gelagert ist, daß seine Drehachse bei horizontierter Spinacnse in der Vertikalebene durch die zweite Achse (4) liegt und daß die Abgriffeinrichtung (19, 20) auf dem zweiten Rahmen (5) angeordnet ist.
  2. 2. Horizontiereinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffeinrichtung (19, 20) als ontische Abgriffeinrichtung aufgebaut ist.
  3. 3. Horizontiereinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffeinrichtung als pneumatische, insbesondere als Düsen-Prallplatten-Abgriffseinrichtung aufgebaut ist.
  4. 4. Horizontiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Abgriffeinrichtung (19, 20) als Differentialabgriff ausgebildet ist.
  5. 5. Horizontiereinrichtung nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der erste Rahmen (2) eine mit zwei segmentförmigen Schlitzen (14, 15), die in den Lichtwegen der Abgriffe angeordnet sind, versehene Blende (13) aufweist und daß diese Schlitze bei horizontierter Spinachse (3) vom Pendel (17) weitgehend abgedeckt oder geöffnet sind.
  6. 6. Horizontierv)rrichtung nach Anspruch 2 und 3 durch gekennzeìchnft, daß der erste Rahmen (2) eine zur zweiten Achse (4) konzentrisch angeordnete Scheibe (13) aufweist und daß das Pendel (17) zwei segmentförmige Schlitze aufweist, die in den Lichtwegen der Abgriffe angeordnet sind und daß diese Schlitze bei horizontierter Spinachse (3) abgedeckt oder geöffnet sind
  7. 7. Horizontiereinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel mit einer Dämpfungseinrichtung zur Dämpfung von Schwingungen um seine Drehachse versehen ist.
  8. 8. Horizontiereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel mittels einer Welle (16) gelagert ist und daß zwischen einem mit der Welle verbundenen zylinderfórmigen Teil (25, 27) und einem mit dem ersten Rahmen (2) dazu konzentrisch angeordneten, ebenfalls zylinderförmigen Teil(22), ein geringer radialer Luftspalt vorhanden ist, in dem sich eine Dämpfungsflüssigkeit (29) befindet.
  9. 9. Horizontiereinrichtung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Pendel einen Ansatz, welcher insbesondere zylinderförmig ausgebildet ist, aufweist und daß dieser Ansatz in radialer Richtung eine in dem ersten Rahmen angeordnete Nut eingreift, wobei zwischen Ansatz und Nut ein geringer radialer Luftspalt vorhanden ist, in dem sich eine Dämpfungsflüssigkei t befindet.
  10. 10. Horizontiereinrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Teile (22, 25, 27) an den luftspalt angrenzend eine dazu konzentrisch angebrachte Nut (28) aufweist.
  11. 11. Horizontiereinrichtung nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, daß an den offenen Luftspaltseiten ein Mittel zur Verhinderung des Kriechens der Dämpfungsflüssigkeit aufgetragen ist.
DE19823218451 1982-05-15 1982-05-15 Horizontiereinrichtung fuer einen kurskreisel Granted DE3218451A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823218451 DE3218451A1 (de) 1982-05-15 1982-05-15 Horizontiereinrichtung fuer einen kurskreisel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823218451 DE3218451A1 (de) 1982-05-15 1982-05-15 Horizontiereinrichtung fuer einen kurskreisel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3218451A1 true DE3218451A1 (de) 1983-11-17
DE3218451C2 DE3218451C2 (de) 1990-05-17

Family

ID=6163773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823218451 Granted DE3218451A1 (de) 1982-05-15 1982-05-15 Horizontiereinrichtung fuer einen kurskreisel

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3218451A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2854851A (en) * 1958-10-07 Gyroscope instruments
DE1156242B (de) * 1953-04-02 1963-10-24 Hollandse Signaalapparaten Bv Kardanisch gelagertes Kreiselgeraet, das sich um wenigstens eine Achse gemaess der Richtung der Schwerkraft einstellt
GB997469A (en) * 1962-09-28 1965-07-07 Bendix Corp Directional gyroscope
FR2021467A1 (de) * 1968-10-24 1970-07-24 Sperry Rand Corp
GB1224512A (en) * 1967-10-07 1971-03-10 Kabushikikaisha Tokyo Keiki Se Gyroscopic instrument
DE2026993A1 (de) * 1970-06-02 1971-12-09 Aga Ab Trägheitspendel
US3703832A (en) * 1970-05-18 1972-11-28 Sperry Sun Well Surveying Co Rotor tilt

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2854851A (en) * 1958-10-07 Gyroscope instruments
DE1156242B (de) * 1953-04-02 1963-10-24 Hollandse Signaalapparaten Bv Kardanisch gelagertes Kreiselgeraet, das sich um wenigstens eine Achse gemaess der Richtung der Schwerkraft einstellt
GB997469A (en) * 1962-09-28 1965-07-07 Bendix Corp Directional gyroscope
GB1224512A (en) * 1967-10-07 1971-03-10 Kabushikikaisha Tokyo Keiki Se Gyroscopic instrument
FR2021467A1 (de) * 1968-10-24 1970-07-24 Sperry Rand Corp
US3703832A (en) * 1970-05-18 1972-11-28 Sperry Sun Well Surveying Co Rotor tilt
DE2026993A1 (de) * 1970-06-02 1971-12-09 Aga Ab Trägheitspendel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Buch: Gyroscopes: Theory and Design von Paul H. Savet, Mc Graw Hill, New York, 1961, S.88-89 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE3218451C2 (de) 1990-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1982002766A1 (en) Gyroscopic compass
DE69103665T2 (de) Drehmomentmessvorrichtung an einer Welle.
DE2730616C2 (de) Nordsuchende und kurshaltende Kreiselvorrichtung
DE3218451A1 (de) Horizontiereinrichtung fuer einen kurskreisel
DE2008702A1 (de) Nordsuchendes Kreiselpendel
DE19731555B4 (de) Magnetischer Positionssensor
DE2824183A1 (de) Vorrichtung zum messen von drehmomenten
CH625338A5 (de)
DE2627852C3 (de) Kreiselgerät, dessen Kreiselläufer durch eine auf ihn selbst wirkende magnetische Einrichtung einem Führmoment unterworfen ist
DE4005274A1 (de) Dynamisch abgestimmter kreisel
DE2818105A1 (de) Gyroskop
DE749842C (de) Auf der Wirkung des erdmagnetischen Feldes beruhender Kompass
DE2239439A1 (de) Kreiselkompass
DE3033281C2 (de) Anordnung zur Dämpfung von Nutationsschwingungen bei dynamisch abgestimmten, zweiachsigen Lagekreiseln
DE3240804C2 (de)
DE1473957A1 (de) Optische Ableseeinrichtung
DE2336956C3 (de) Verfahren zur Verringerung der Störbewegungsempfindlichkeit eines nordsuchenden Kreisels
EP3420310B1 (de) Bandgehängter vollmechanischer meridiankreisel
DE2627037C3 (de) Kreiselkompaß
DE2513560A1 (de) Als neigungs- und als beschleunigungsmesser verwendbares instrument
DE2426289A1 (de) Kreiselkompass
DD152622A1 (de) Anordnung zum daempfen eines pendels
DE670021C (de) Kreiselpendel fuer Fahrzeuge
DE1548537C (de) Nordsuchender Kreisel mit stark gedämpftem Einschwingverhalten
DE1941809A1 (de) Meridiankreiselgeraet

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition