DE3241372C2

DE3241372C2 - Bearing arrangement for the rotor of a gyro

Info

Publication number: DE3241372C2
Application number: DE19823241372
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Ing.(grad.) 2301 Strande Fichtner; Norbert 2301 Mönkeberg Schneider; Rainer Dipl.-Ing. Willke (FH), 2300 Altenholz
Original assignee: Anschuetz and Co GmbH
Current assignee: Raytheon Anschuetz GmbH
Priority date: 1982-11-09
Filing date: 1982-11-09
Publication date: 1984-11-22
Also published as: DE3241372A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für die Präzessionsachse eines Kreisels, mit einem Gestell (2), einem im Gestell gelagerten und vorzugsweise gefesselten I. Rahmen (1) und einem senkrecht zur Lagerachse (6) des ersten Rahmens (1) gelagerten Kreiselrotor (3), wobei der I. Rahmen (1) und das Gestell (2) über zwei gegenüberliegende Federgelenke (4, 5) im rechten Winkel zur Lagerung des Kreiselrotors (3) im I. Rahmen (1) miteinander verbunden sind. Um eine definierte Lage der Präzessionsachse eines Kreisels über eine längere Betriebszeit zu erreichen, und um die Herstellung, Montage und Justierung zu vereinfachen, werden die Federgelenke (4, 5) mit dem Gestell (2) sowie dem I. Rahmen (1) oder Teilen von Gestell und Rahmen einstückig ausgebildet.The invention relates to a bearing arrangement for the precession axis of a gyro, with a frame (2), a first frame (1) mounted and preferably tied up in the frame and a gyro rotor mounted perpendicular to the bearing axis (6) of the first frame (1) ( 3), whereby the I. frame (1) and the frame (2) are connected to one another via two opposing spring joints (4, 5) at right angles to support the gyro rotor (3) in the I. frame (1). In order to achieve a defined position of the precession axis of a gyroscope over a longer period of operation and to simplify manufacture, assembly and adjustment, the spring joints (4, 5) with the frame (2) and the first frame (1) or parts of the frame and frame formed in one piece.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a bearing arrangement according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 12 31 083 ist eine Lageranordnung bekannt, bei der zwischen Gestell und I. Rahmen Federgelenke in Form von Blattfedern vorgesehen sind.From DE-PS 12 31 083 a bearing arrangement is known in which spring joints in the form of leaf springs are provided between the frame and the I. frame.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß Fessclfedern zwischen I. Rahmen und Gestell vorgesehen sind, die eine sehr genaue Lage zur Kreiselachse haben müssen. Eine Schwierigkeit besteht darin, diese Genauigkeit auch während einer längeren Betriebsdauer zu erhalten. Darübcrhinaus ergeben sich auch Probleme einer genauen Einjustierung bei der Montage. Schließlich ist das in der DE-PS 12 31 083 (und weiteren ähnlichen Druckschriften beschriebene System aufgrund der größeren Anzahl von Teilen aufwendig in der Herstellung und insbesondere ist es auch sehr schwierig, bei einer derartigen Lageranordnung definierte Federgelenk-Einspannpunkte zu schaffen. Auch der Platzbedarf für derartig, aus Einzelheiten zusammengesetzten Lageranordnungen ist verhältnismäßig groß.This arrangement has the disadvantage that Fessclfedern are provided between I. frame and frame, the must have a very precise position to the gyro axis. One difficulty is with this accuracy to be maintained even during a longer period of operation. In addition, there are also problems of precise adjustment during assembly. After all, that is in DE-PS 12 31 083 (and other similar publications described system due to the larger A number of parts are expensive to manufacture and, in particular, it is also very difficult to create defined spring hinge clamping points in such a bearing arrangement. The space requirement for such bearing arrangements composed of details is also relatively large.

Aus Fabeck. Kreiselgeräte, Vogel- Verlag. 1980. Seiten 391 —396, ist eine Lageranordnung eines Kreiselkompasses mit den wesentlichen Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bekannt Diese Lageranordnung besteht aus einem Anschluß für den Rotor, einem Anschluß für die Welle und einem dazwischen angeordneten schwingungsfähigen Kardankörper. Die Lagerung des Kreiselrotors geschieht mittels eines mit rotierenden fedcrgelagerten Innenkardans, Von der Lagerung der Präzessionsachse eines Kreisels ist dort nicht die Rede.From Fabeck. Gyroscope, Vogel-Verlag. 1980. Pages 391-396, a bearing arrangement of a gyro compass with the essential features of the preamble of claim 1 is known. This bearing arrangement consists of a connection for the rotor, a Connection for the shaft and an oscillating gimbal body arranged in between. The gyro rotor is mounted by means of a rotating, spring-loaded inner cardan. There is no bearing of the precession axis of a gyroscope the speech.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß der mechanische Aufbau eines Kreisels, insbesondere eines P- Wendekreisels, we sentlich vereinfacht wird, wobei Lagerung, Fesselung, die wesentlichen Teile des I. Rahmens sowie des Gestells zu einer baulichen Einheit integriert sind, und wobei eine Unterbringung der wesentlichen Teile des Kreisels innerhalb der Einheit von Gestell und damit über Fcdergelenke verbundenem I. Rahmen ermöglicht wird. Dadurch ergibt sich eine geringere Teilezahl bei gleicher Herstellungsgenauigkeit, eine größere Gerätepräzision, ein geringeres Bauvolumen und vor allem auch eine kostengünstigere Lösung.The invention is based on the object of designing a bearing arrangement according to the preamble of claim 1 so that the mechanical structure of a gyro, in particular a P-rate gyro, we is significantly simplified, with storage, restraint, the essential parts of the I. frame and the frame being integrated into a structural unit, and the essential parts of the gyro being accommodated within the unit of frame and thus above Fcdergelenke connected I. frame is made possible. This results in a lower number of parts with the same manufacturing accuracy, greater device precision, a smaller overall volume and, above all, also a cheaper solution.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst Weitere be\orzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen unter Schutz gestellt. μ Bei der beschriebenen Kreiselanordnung ordnet man Gestell und I. Rahmen gegenüberliegend an, beispielsweise in Form von zwei gleichachsig hintereinander angeordneten Zylindern mit im wesentlichen gleichem Umfang, so daß zwischen beiden Zylindern ein Spalt entsteht. Dieser Spalt wird lediglich durch zwei einstükkig mit beiden Zylindern ausgebildete Federgelenke überbrückt, um Kippbewegungen um eine durch die beiden Gelenke hindurchgehende gedachte Achse zu ermöglichen.The object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of claim 1. Further preferred embodiments of the invention are shown in FIG placed under protection. μ With the described gyroscope arrangement one arranges Frame and I. frame on opposite sides, for example in the form of two coaxially arranged cylinders with essentially the same Circumference, so that a gap is created between the two cylinders. This gap is only created by two spring joints formed in one piece with both cylinders bridged in order to tilt movements about an imaginary axis going through the two joints enable.

Vorzugsweise verwendet man dazu zwei kreuzweise angeordnete, sich in der Mitte durchdringende Blattfedern, wobei je zwei Enden der Blattfedern an gegenüberliegenden Aussparungen des Innenumfanges der beiden axial hintereinander angeordneten Zylinder mit diesen in Verbindung stehen.For this purpose, two leaf springs arranged crosswise and penetrating one another in the middle are preferably used, with two ends of the leaf springs each at opposite recesses in the inner circumference of the two cylinders arranged axially one behind the other are connected to them.

Wie der Name Federgelenk bereits ausdrückt, handelt es sich um eine federnde Verbindung, das heißt, nach einem Kippmoment kehren die beiden durch die Fcdergelenke miteinander in Verbindung stehenden Teile wieder in ihre Ausgangsstellung zurück. Auf diese Weise übernehmen diese Federgelenke außer der Erzielung einer genau definierten Lagerung zusätzlich die Funktion der Fesselung der Präzessionsachse eines Kreisels, so daß entsprechende Fesselungsfedern überflüssig werden.As the name spring joint already suggests, it is a resilient connection, that is, after a tilting moment, the two that are connected to each other by the hinges return Parts back to their original position. In this way, these spring joints also take on the achievement of a precisely defined storage Function of shackling the precession axis of a top, so that corresponding shackling springs are superfluous.

Das gesamte Kreiselsystem, vorzugsweise ein proportional anzeigender oder P- Wendekreisel, einschließlich Lagerung für den Kreiselrotor, Kreiselantrieb und Kreiselabgriff, kann im Inneren der beiden gleichaxial hintereinander angeordneten über die Federgelenke miteinander verbundenen Zylinderteile angeordnet werden. Zu diesem Zwecke kann der I. Rahmen mit einem Träger verbunden oder mit diesem einstückig ausgebildet werden. Andererseits kann das Gestell mit einem Fahrzeug u. a. auch einen Schiff, starr verbunden werden.The entire gyro system, preferably a proportional or P-rate gyro, including bearings for the gyro rotor, gyro drive and Gyro tapping can be inside the two coaxially arranged one behind the other via the spring joints interconnected cylinder parts are arranged. For this purpose, the I. frame with connected to a carrier or formed integrally therewith. On the other hand, the frame can with a vehicle, etc. also a ship that can be rigidly connected.

Ausführungsbeispieic der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows

2525th

JOJO

F i g. 1 in schematischer, perspektivischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel,F i g. 1 in a schematic, perspective illustration of a first exemplary embodiment,

F i g. 2 eine kreiszylindrische Einheit von Gestell, I. Rahmen und Federgelenken in perspektivischer Darstellung, F i g. 2 a circular cylindrical unit of frame, I. frame and spring joints in a perspective view,

Fig.3 die in Fig.2 dargestellte Einheit in einem Schnitt längs der Linie ΙΙΙ-Ι1Γ und bei einer Anwendung in einem Wendekreisel.Fig.3 shows the unit shown in Fig.2 in one Section along the line ΙΙΙ-Ι1Γ and in one application in a rate gyro.

In der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the drawing, the same parts are given the same reference numerals Mistake.

In F i g. 1 ist der I. Rahmen mit 1 und das über zwei gegenüberliegende Kreuzfedergelenke 4 und 5 verbundene Gestell mit 2 bezeichnet Erster Rahmen 1 und gegenüberliegendes Gesiell 2 sind als etwa U-förmige Schenkel dargestellt Die Basis des U-förmigen Sehenkels ist nach unten zu einem L-förmigen Anschluß-Profilstück erweitert. Dieses Anschlußteil 8 kann mit einem Fahrzeug, vorzugsweise einem Schiff, verbunden werden. Durch die Mitte der Fedcrgelenke 4 und 5 hindurch ist eine Lagerachse 6 eingezeichnet, welche die Präzessionsachse des in F i g. 1 dargestellten Wendekreisel ist.In Fig. 1 is the first frame with 1 and the one connected by two opposite cross spring joints 4 and 5 The frame is designated by 2. The first frame 1 and the opposite frame 2 are approximately U-shaped Leg shown The base of the U-shaped leg is expanded down to an L-shaped connection profile piece. This connector 8 can with a Vehicle, preferably a ship, are connected. Through the middle of the spring joints 4 and 5 a bearing axis 6 is shown, which is the precession axis of the in F i g. 1 is shown rate gyro.

Senkrecht zur Lagerachsc 6, jedoch auf der gleichen Ebene, ist schematisch die Rotorachse 7 für den Kreiselrotor 3 dargestellt, welche in einem Lager 25 gelagert ist, das sich von der Mitte des ersten Rahmens 1 aus senkrecht nach innen erstreckt.The rotor axis 7 for the gyro rotor is schematically perpendicular to the bearing axis 6, but on the same plane 3, which is mounted in a bearing 25 which extends from the center of the first frame 1 extends vertically inward.

Fig.2 zeigt eine Kreiszylindereinheit 10 mit einem ersten, das Gestell 11 darstellenden Zylinder und einem zweiten, den 1. Rahmen 12 darstellenden Zylinder. Zwischen den beiden koaxial hintereinander an der Achse 18 angeordneten Zylinderteilen ist ein Spalt 15 vorgesehen. Dieser Spalt 15 wird durch zwei am Umfang angeordnete, sich diametral gegenüberliegende Kreuzfedergelenke 13 und 14, die mit den beiden Zylindertcilcn einstückig ausgebildet sind, überbrückt. Die Verbindungslinie der sich durchdringenden Mittellinien der beiden Kreuzfedergelenkc 13 und 14 bildet eine Achse 19, welche eine definierte Kippachsc zwischen den beiden Zylinderteilen 11 und 12 darstellt. Es sei betont, daß die beiden Zylinderteile hinsichtlich weiterer gegenseitiger Bewegungen im wesentlichen als starr zu betrachten sind. Beide Zylinderteile Il und 12 weisen an ihren Rändern je einen Verbindungsflansch 16 beziehungsweise 17 auf.Fig.2 shows a circular cylinder unit 10 with a first, the frame 11 representing cylinder and one second cylinder representing the 1st frame 12. Between the two coaxially one behind the other on the axis 18 arranged cylinder parts, a gap 15 is provided. This gap 15 is arranged by two on the circumference, diametrically opposite cross spring joints 13 and 14, which are connected to the two cylinder parts are integrally formed, bridged. The line connecting the intersecting center lines of the the two universal spring joints 13 and 14 form an axis 19 which has a defined tilt axis between the two Represents cylinder parts 11 and 12. It should be emphasized that to consider the two cylinder parts essentially as rigid with regard to further mutual movements are. Both cylinder parts II and 12 point to their Edges each have a connecting flange 16 and 17, respectively.

Fig. 3 zeigt im Querschnitt längs der Linien ΙΙΙ-ΙΙΓ die in Fig. 2 dargestellte Zylindereinheit, wobei identische Teile mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei ist der Flansch 16 des Gestells 11 über Verbindungsbolzen 22 mit einem Fahrzeug 21, vorzugsweise einem Schiff, verbunden. Die Federgelenke 13 und 14 zeigen, entsprechend der Schnittdarstellung, in der Mitte einen schraffierten Teil, wobei von dieser Mitte nach beiden Seiten abfallende Blattfedern gezeichnet sind, die an entsprechenden Aussparungen mit den beiden Zylinderteilen 11 und 12, welche das Gestell 11 beziehungsweisc den I. Rahmen J2 darstellen, einstückig ausgebildet sind. Durch die Mitte der beiden Federgelcnke 13 und 14 hindurchgehend ist die Lagerachse oder Präzessionsachse 19 des Kreisels dargestellt. Zwischen den beiden Zylinderteilen 11 und 12 ist ein Spalt 15 gezeigt. m>Fig. 3 shows in cross section along the lines ΙΙΙ-ΙΙΓ the cylinder unit shown in Fig. 2, wherein identical parts are provided with identical reference numerals. The flange 16 of the frame 11 is connected via connecting bolts 22 connected to a vehicle 21, preferably a ship. The spring joints 13 and 14 show, according to the sectional view, in the middle a hatched part, from this center to leaf springs falling on both sides are drawn, which are attached to corresponding recesses with the two Cylinder parts 11 and 12, which the frame 11 respectively c represent the I. frame J2, are integrally formed. Through the middle of the two spring hinges 13 and 14 the bearing axis or precession axis 19 of the gyro is shown. Between a gap 15 is shown in the two cylinder parts 11 and 12. m>

Der zweite Verbindungsflansch 17 am Rand des ersten Rahmens 12 ist über übliche Verbindungselemente 24, beispielsweise Schrauben, mit einem Träger 23 verbunden. In der Mitte dieses Trägers 23 und symmetrisch angeordnet, ist der Kreiselrotor 20 drehbar und einsei- b^r> tig gelagert. Die Lagerung ist so angebracht, daß der Krcisclrotor 20 symmetrisch im Inneren der Zylindereinheit IO mit GeMeII II und erstem Rahmen 12 angeordnet ist.The second connecting flange 17 on the edge of the first frame 12 is connected to a carrier 23 via conventional connecting elements 24, for example screws. In the middle of this support 23 and disposed symmetrically, the gyro rotor 20 is rotatably and unilateral b ^r> tig stored. The bearing is attached in such a way that the Krcisclrotor 20 is arranged symmetrically inside the cylinder unit IO with GeMeII II and the first frame 12.

Der Einfachheil halber sind weitere Einzelheiten, beispielsweise ein Gehäuse für den Kreiselrotor 20. oder weitere Einzelheiten zum Antrieb des Kxeiselrotors oder der Kreisclabgriff weggelassen.For the sake of simplicity, further details are, for example a housing for the centrifugal rotor 20. or further details for the drive of the Kxeiselrotors or the Kreisclabgriff omitted.

Es ist ersichtlich daß auch im Ausführungsbeispiel von F i g. 3 ein gefesselter Wendekreisel mit einem Rahmen-Freiheitsgrad dargestellt ist.It can be seen that in the embodiment of FIG. 3 a tethered gyro with one frame degree of freedom is shown.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent address:

1. Lageranordnung für den Rotor eines Kreisels, vorzugsweise eines Wendekreisels, dessen Rotor (3) am I. Rahmen (1) drehbar gelagert ist, wobei der I. Rahmen um eine Achse (Prizessionsachse 6, 19), welche die Rotor-Drehachse (25, 18) im Schwerpunkt schneidet und senkrecht zu ihr angeordnet ist, über zwei gegenüberliegende, einstückig mit dem 1. Rahmen (1) und einem zweiten Körper (2) ausgebildeten Federgelenke (4,5) federnd schwenkbar (gefesselt) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Körper (2) infolge eines Schlitzes, der durch zwei benachbarte Grenzflachen des I. Rahmens (1) und des zweiten Körpers (2) gebildet ist, lediglich in den Federgelenkcn (4,5) mit dent I. Rahmsn (1) schwenkbar verbunden ist, daß der zweite Körper (2) das feste Gestell (2) bildet, und daß die Einheit (10) von Gestell (11) und den damit Ober Federgelenke (13,14) verbundenem I. Rahmen (12) im wesentlichen einen durch einen Spalt (15) voneinander getrennten Zylinder, vorzugsweise einen Kreiszylinder, bildet, dessen Ränder vorzugsweise Verbindungsflansche (16,17) aufweisen, und daß im Inneren dieser Einheit (10) das gesamte Kreiselsystem einschließlich Kreiselrotor (20) angeordnet ist1. Bearing arrangement for the rotor of a gyro, preferably a turning gyro, the rotor (3) of which is rotatably mounted on the I. frame (1), the I. frame about an axis (pression axis 6, 19), which intersects the rotor axis of rotation (25, 18) in the center of gravity and is arranged perpendicular to it, is resiliently pivotable (tied) via two opposing spring joints (4,5) formed in one piece with the 1st frame (1) and a second body (2), characterized in that the second body (2) as a result of a slot which is formed by two adjacent boundary surfaces of the first frame (1) and the second body (2), only in the spring joints (4,5) with dent I. Rahmsn (1) is pivotally connected that the second Body (2) forms the fixed frame (2), and that the unit (10) of frame (11) and the upper therewith Spring joints (13, 14) connected to the I. frame (12) essentially a cylinder separated from one another by a gap (15), preferably one Circular cylinder forms, the edges of which preferably have connecting flanges (16,17), and that in the Inside this unit (10) the entire gyro system including the gyro rotor (20) is arranged

2. Lageranordnung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsflansch (16) des Gestells (11) mit einem Fahrzeug und der Verbindungsfiansch (17) des 1. Rahmens (12) mit einem Träger (23) verbunden ist, an dem der im Inneren der Einheit (10) von Gestell (11) und I. Rahmen (12) angeordnete Kreiselrotor (20) drehbar gelagert ist und an dem die übrigen Kreiselelemente, insbesondere Kreiselantrieb und Kreiselabgriff, befestigt sind.2. Bearing arrangement according to claim t, characterized in that the connecting flange (16) of the Frame (11) with a vehicle and the connecting flange (17) of the 1st frame (12) is connected to a carrier (23) on which the inside of the Unit (10) of frame (11) and I. frame (12) arranged centrifugal rotor (20) is rotatably mounted and on which the other gyro elements, in particular gyro drive and gyro tap, are attached.

3. Lageranordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (23) einstük· kig mit dem I. Rahmen ausgebildet ist.3. Bearing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier (23) integrally kig is formed with the I. frame.

4. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federgelenke (4, 5) aus Blattfedern, vorzugsweise kreuzweise angeordneten, sich im Kreuzungspunkt durchdringenden, Blattfedern bestehen.4. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring joints (4, 5) consist of leaf springs, preferably arranged crosswise and penetrating at the point of intersection.