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Kreiselkompaß. Die Erfindung betrifft Kreiselkompasse, wie sie besonders
auf Schiffen Verwendung finden. Der Hauptzweck der Erfindung ist, die in den senkrechten
Lagern der sich in die Nordsüdrichtung einstellenden Kompaßteile auftretende Reibung
auf das kleinste Maß zu beschränken.
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Bei einem Kreiselkompaß kann Reibungswiderstand gegen die Bewegung
des Einstell-oder Außenrahmens um seine senkrechte Achse diesen Rahmen am genauen
Einstellen verhindern. Zur Erzielung einer genauen Weisung des Kompasses ist die
Verminderung der Reibung an der senkrechten Achse auf ein Mindestmaß erforderlich.
Nach der Erfindung wird eine dauernde hin und her gehende Bewegung des Außenrahmens
in seinem Lager in Richtung der senkrechten Achse erzeugt. Durch diese Bewegung
wird der Reibungs. widerstand gegen eine gegenseitige Drehung der Teile fast völlig
aufgehoben, ohne daß sie selbst eine Drehbewegung hervorruft. Zu diesem Zweck wird
das untere Ende der senkrechten Spindel des Außenrahmens in ihrem Lager in einem
Pendelrahmen von einer Schmierflüssigkeit, z. B. 0l, getragen, das in das Lager
stoßweise derart gepumpt wird, daß es dem Außenrahmen im Lager @ eine geringe hin
und her gehende Bewegung. in Richtung seiner Längsachse erteilt.
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Das obere Ende" der senkrechten Spindel trägt die Kompaßrose und ist
vorzugsweise in Kugellagern gelagert. Die dauernde Schwingbewegung im Verein mit
der Lagerung des Kreiselsystems in einer Flüssigkeit beschränkt jede Reibung an
der Achse auf ein sehr geringes Maß.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform eines Kreiselkompasses
nach der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
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Fig. r zeigt, teilweise im Schnitt, schematisch den Hauptteil des
Kreiselkompasses, und Fig. 2 zeigt in größerem Maßstabe den oberen Teil der Spindel.
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Die Zapfen a eines Pendelrahmens A werden bei zusammengesetztem
Apparat in zugehörigen Bügeln gehalten. Ein Außenrahmen B ist mit einer senkrechten
Spindel b, die aus einem Ober-und einem Untert eil besteht, im Pendelrahmen A gelagert.
In einem Innenrahmen: oder Gehäuse C dreht sich das Kreiselrad mit hoher Geschwindigkeit
um eine wagerechte Achse x, x.
Der Innenrahmen ist im Außenrahmen mit Schneiden
c rechtwinklig zur Achse x, x gelagert. Die Kompaßrose D wird von einem auf
der Spindel b sitzenden Träger d gehalten.
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Da die Erfindung sich auf die Verminderung der Reibung an der senkrechten
Achse des Kreiselkompasses bezieht und nicht auf dessen Aufbau, sind die Zeichnungen
schematisch gehalten und zeigen einen Kompaß Beliebiger Bauart.
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Um den Rahmen B vor äußeren störenden Fyinflüssen auf seine Achse
y, y zu bewahren,
muß die Reibung in seinen im Pendelrahmen El befindlichen
Lagern auf ein möglichst geringes Maß beschränkt werden. Da, wie bekannt, der Einfluß
der Reibung zwischen sich bewegenden Flächen geringer ist als der zwischen ruhenden
Flächen, ist nach der Erfindung eine ständige schwingende Bewegung zwischen den
beiden Teilen - Spindel und Lager - in Richtung der Achse y, y vorgesehen. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel wird diese Schwingbewegung durch eine kleine Pumpe G hervorgerufen,
die durch einen Motor H angetrieben wird. Pumpe und Motor sitzen unten am Rahmen
A. ' Der Kolben g der Pumpe geht in einem kleinen Zylinder gl des Pumpengehäuses
hin und her, das in einem eine genügende Menge Öl enthaltenden Behälter g2 sich
befindet. Das Pumpengehäuse besitzt einen zweiten Zylinder g3, der das zugespitzte
untere Ende b2 der Spindel b in sich aufnimmt, das in der Bohrung des Zylinders
derart eingepaßt sitzt, - daß das hineingedrückte Öl an dem Spindeiende b2 vorbei
langsam aus dem Zylinder treten kann.. Das 0l wird bei jedem Saughub des Pumpenkolbens
g aus dem Behälter in das Pumpengehäuse durch ein Saugventil g4 gesaugt, und beim
folgenden Förderhub wird es durch das Druckventil g5, das sich am unteren Ende der
Bohrung des Zylinders g3 befindet, 'in diese Bohrung gedrückt. Der Druck des Öles
genügt, um den Rahmen B im Pendelrahmen A anzuheben. Da jedoch das Öl ständig an
dem Spindelende b2 vorbei aus dem. Pumpengehäuse austritt, so sinkt der Rahmen B
zusammen mit dem Innenrahmen C und dem Kreiselrad wieder um einen kleinen Betrag.
Die Menge der Schmierflüssigkeit, die gefördert wird, -ist genau bemessen und genügt
gerade dazu, daß das Ende der Spindel d ständig vom Öl getragen wird, so daß tatsächlich
nur Flüssigkeitsreibung. zu überwinden ist. Sollte indessen die Spindel zu weit
nach unten sinken, so würde sie doch nur auf einer Spitze ruhen und daher wenig
Reibungswiderstand erfahren. Die dauernde Schwingbewegung beschränkt jede leichte
Oberflächenreibung. zwischen dem Spindelende b2 und den Wandungen der Bohrung g3
auf das geringste Maß. Dasselbe ist der Fall mit dem Kugellager a1; `das das obere
Ende der Spindel. d seitlich trägt.
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Um den Strom dem die Drehung des Kreiselrades in dem Innenrahmen oder
Gehäuse C bewirkenden Motor mit der geringsten Hemmung der Spindel b zuzuführen,
sind Schleifringe vorgesehen, die in Fig. 2 in vergrößertem Maßstabe gezeigt sind.
Die dargestellte Einrichtung dient für einen Dreiphasenstrom; es sind daher drei
Schleifringe J an der Spindel b vorgesehen. Um diese Schleifringe legen sich drei
Kontaktringe j, die in den geschlitzten zylindrischen Haltern a2 des Pendelrahmens
A gehalten werden. Die Innenflächen dieser Ringe sind mit Kanälen zur Aufnahme von
Quecksilberringen j1 versehen. Infolge der Oberflächenspannung werden die Quecksilberringe-
in den Ringkanälen ::wischen den Ringen J und j gehalten, ohne daß die Innenflächen
der letzteren die Ringe J berühren. Es ist daher nur Flüssigkeitsreibung zu überwinden,
während eine vollkommene Berührung während der Spindelschwingungen durch das Quecksilber
aufr?chterhalten wird. Das Quecksilber kann in die Ringe durch kleine Becher j2
eingefüllt werden, von denen einer in Fig. 2 gezeigt ist und die sich außen an den
Ringen j befinden und mit den Kanälen durch Bohrungen von kleinem Durchmesser j3,
in den Ringen in Verbindung stehen.