DE381375C

DE381375C - gyroscope

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Publication number: DE381375C
Application number: DEH81640D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1917-06-23
Filing date: 1920-07-06
Publication date: 1923-09-20

Description

Gyroskop. Es gibt bereits Gyroskope, bei welchen in der Normallage dei Schwerpunkt des gesamten Systems mit dem Aufhängungsmittelpunkt zusammenfällt. Andererseits gibt es Gyroskope, bei denen eine Libelle zur Anwendung kommt, deren Zweck die Dämpfung der Präzessionsschwingung des Gyroskops ist. Die- vorliegende Erfindung betrifft ein Gyroskop der erstgenannten Art, bei welcher jedoch die Libelle dazu benutzt wird, um das Gyroskop derart zu steuern, daß der Schwerpunkt des gesamten Systems bei einer ihn aus der Normallage herausbringenden Kippbewegung des- Gyroskops selbsttätig in die Lagerzapfenachse des Gyroskops zurückgeführt wird. Zu diesem Zwecke wird mittels der Libelle ein die Kippbewegung verrichtendes Kräftepaar erzeugt und in zweckmäßiger Weise gerichtet.Gyroscope. There are already gyroscopes with which in the normal position the center of gravity of the entire system coincides with the center of the suspension. On the other hand, there are gyroscopes that use a dragonfly, their The purpose is to dampen the precession oscillation of the gyroscope. The present The invention relates to a gyroscope of the first-mentioned type, but in which the dragonfly is used to control the gyroscope so that the center of gravity of the entire System with a tilting movement of the gyroscope that brings him out of the normal position is automatically returned to the journal axis of the gyroscope. To this For this purpose, a force couple that performs the tilting movement is generated by means of the vial and directed in an expedient manner.

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele desErfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar sind: Abb. r und a die Ansichten eines Gyroskops, dessen Achse mit Bezug auf eine wagerechte Ebene willkürlich gekippt werden kann, Abb. 3 und q. die Einzelheiten einer Abänderung,- - Abb. 5, 6, 7, 8 und 9 Abänderungen der l.il.elle, Abb. io und i i die Ansicht und der Grundriß eines Gyroskops mit lotrechter Achse, Abb. 12 und 13 die Ansichten eines Kreiselkompasses, dessen Gyroskopachse wagerecht angeordnet ist, Abb. 14 und 15 die Anwendung des Kräftepaares auf die Lotachse des Kreiselkompasses, Abb. 16 und 17 eine Ausführungsform, bei welcher die Libelle ein Relais steuert, Abb. 18 und i9 Einzelheiten züi Abb. 16 und 17.Several exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated in the drawings, namely: Figs. R and a are views of a gyroscope, the axis of which can be tilted arbitrarily with respect to a horizontal plane, Figs. 3 and q. the details of a modification, - - Figure 5, 6, 7, 8 and 9, variations of the l.il.elle, Fig io and ii, the view and the plan view of a gyroscope with its axis vertical, fig 12 and 13 the views of a... Gyroscopic compass, the gyroscope axis of which is arranged horizontally, Fig. 14 and 15 the application of the force couple to the plumb axis of the gyro compass, Fig. 16 and 17 an embodiment in which the level indicator controls a relay, Fig. 18 and 19 details of Fig. 16 and 17th

Abb. 20 ein Ventil, welches die Empfindlichkeit der Libelle gegen periodische Beschleiiiiigungen verhindert, Abb. 21, 22, 23 und 24 weitere Abänderungen.Fig. 20 a valve showing the sensitivity of the dragonfly to periodic accelerations prevented, Figs. 21, 22, 23 and 24 further modifications.

Das Gvroskopgehäuse i (Abb. 1, 2, 1o, i i, 1-2, 13, 14, 16. i 7 , 20), welches den Rotor trägt, wird von den Zapfen 2, 3 in dem iii:ieren Bügelring 4 getragen, der auf dem Zapfen 5, 6 in dem äußeren Bügelring 7 gelagert ist.The Gvroscope housing i (Fig. 1, 2, 1o, i i, 1-2, 13, 14, 16. i 7, 20), which carries the rotor, is of the pins 2, 3 in the iii: ieren bracket ring 4, which is mounted on the pin 5, 6 in the outer bracket ring 7.

Abb. i und :2 zeigen die Anwendung der-Erfindung auf ein Gyroskop, dessen Rotorachse in bezug auf die wagerechte Ebene unter einem beliebigen Winkel a (Abb. 2) gekippt werden kann. Zwei um i8o° zueinander versetzte Kurbeln 8 und 9 sind fest an die den Rotor tragenden Zapfen 2, 3 angeschlossen. Die Kurfiel 8 trägt eine am Kurbelzapfen io angelenkte I-ibelle,derenSchwerachse in derKurbelzapfenachse.liegt. Diese Libelle besteht aus zwei lotrechten Rohren i i, 12, die am Boden verschlossen und durch ein wagerechtes Rohr 13 mit einer schmalen Bohrung miteinander verbunden sind. Das Rohr 13 ist mit einem Sperrhalin 14 ausgerüstet, welcher mit zwei Durchtrittslochungenversehen ist, vondenen das eine breitere einen freien Durchtritt der in den Rohren i 1, 12, 13 enthaltenen viskosenFlüssigkeit (01, Quecksilber usw.) zwischen den Rohren i i und 12 ermöglicht, während das andere von kapillarem Ausmaß die Bohrung wesentlich einengt. Die Viskosität der Flüssigkeit verhindert bei der Verwendung der kapillaren Lochung, daß eine nennenswerte Flüssigkeitsmenge durch den Sperrbahn infolge einer periodischen Beschleunigung, die nur eine kurze Zeit dauert, vor- und zurückfließt.Fig. I and: 2 show the application of the invention to a gyroscope, the rotor axis of which can be tilted with respect to the horizontal plane at any angle a (Fig. 2). Two cranks 8 and 9 offset from one another by 180 ° are firmly connected to the pins 2, 3 carrying the rotor. The Kurfiel 8 carries an I-bell articulated on the crank pin io, the center of gravity of which lies in the crank pin axis. This level consists of two vertical tubes ii, 12, which are closed at the bottom and connected to one another by a horizontal tube 13 with a narrow bore. The tube 13 is equipped with a locking neck 14 which is provided with two through-holes, the wider one of which allows the viscous liquid (01, mercury, etc.) contained in the tubes i 1, 12, 13 to pass freely between the tubes ii and 12, while the other, of capillary dimension, substantially narrows the bore. When the capillary perforation is used, the viscosity of the liquid prevents a significant amount of liquid from flowing back and forth through the barrier path as a result of a periodic acceleration which lasts only a short time.

Das Rohr 13 ist an einem kleinen Arm 15 angebracht, der an dem Kurbelzapfen io schwingbar gelagert ist. Die Libelle wird am Gyroskop durch zwei Federn 16 und 17 gehalten. Das eine Ende einer jeden Feder greift an einer Ose des Rohres 13 an und das andere an einer Üse einer Querstange 20, die an der Kurbel 8 1;efestigt ist. Der Arm 15 trägt ferner einen Hebel 18, der als Wiederherstellungshebel bezeichnet werden soll und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines der Kippbewegung proportionalen Drehmoments des Gyroskops um die Lotachse betätigt.The tube 13 is attached to a small arm 15 which is attached to the crank pin io is pivotably mounted. The dragonfly is attached to the gyroscope by two springs 16 and 17 held. One end of each spring engages an eyelet of the tube 13 and the other on an eyelet of a transverse rod 20 which is fastened to the crank 8 1; is. The arm 15 also carries a lever 18, referred to as the recovery lever is to be and a device for generating one of the tilting movement proportional Torque of the gyroscope operated around the plumb axis.

Die Kurbel 9 trägt ein Gegengewicht i9. Wenn die Libelle ausbalanciert und der Hahn 14 geschlossen ist, liegt der Schwerpunkt der Libelle zweckmäßig in der Achse des Kurbelzapfens io. In dieser Lage der Libelle wird der Schwerpunkt des ganzen Systems mittels des Gegengewichtes i9 derart eingestellt, claF er in der Lagerzapfenachse 2, 3 liegt.The crank 9 carries a counterweight i9. When the dragonfly is balanced and the cock 14 is closed, the focus of the dragonfly is expediently in the axis of the crank pin io. In this position the dragonfly becomes the center of gravity of the whole system is adjusted by means of the counterweight 19 in such a way that it is in the journal axis 2, 3 lies.

Die Vorrichtung zur Erzeugung des Drehmoments um die Lotachse ist in Abb. 3 dargestellt. Der Lagerzapfen 2 ist als Hohlzapfen ausgebildet, wobei dieHöhlung mit dem Innenraum des Rotorgehäuses in Verbindung steht, so daß ein Luftstrom infolge der Ventilatorwirkung des Rotors aus der Düse 2 austritt. leer Hebel 18 trägt einen im Querschnitt dreieckig gestalteten Klotz 21, dessen Seiten 22 und 23 gekrümmt sind und als Lenker für den aus der Düse 2 austretenden Luftstrom wirken. Der Klotz 21 ist an dem Hebel 18 mittels einer Muffe 24 befestigt und durch die Schraube 25 einstellbar. Wenn die Libelle die Kipp-1 ewegung ausführt, wird der Klotz 2i seitlich abgelenkt, und auf die eine Seite des Klotzes wird mehr Luft gerichtet als auf die andere. Hierdurch wird ein Drehmoment um die Lotachse proportional zur Kippbewegung der Lil:elle erzeugt. Es ist einleuchtend, daß hei der Darstellung nach Abb.3 der abgelenkte Luftstrom bestrebt ist, die Kippbewegung der Libellen zu verstärken. Bei der Darstellung nach Abb.4 wirkt dagegen der Luftstrom derart, daß die Kippbewegung verringert wird, wodurch die Wirkung der Federn 16 und 17 unterstützt wird. Der aus dem Zapfen 2 austretende Luftstrom wird durch den Lenker 26 geteilt, der an dem lotrechten Zapfen 27 drehbar gelagert ist. Die Lagerschrauben 27a werden von einem Bügel 28 getragen, der an dem Zapfen 2 sitzt. Der Lenker ist nach dem Ende hin doppelt ausgebildet, seine beiden Schwanzteile werden durch eine wagerechte Platte 29 versteift. Ein in der Platte 29 vorgesehener Schlitz steht mit einem Zapfen 30 in Eingriff, der mittels einer Muffe 31 an dem Hebel 18 festsitzt. Der Lenker 26 wird zweckmäßig auf seinem "Zapfen 27 ausbalanciert gehalten, und die den Luftstrom teilende Kante kann auf der Düsenseite der Zapfen oder auch an der Zapfenachse angeordnet werden. Der Lenker 26 kann auch eine andere Gestalt besitzen und beispielsweise aus einer ebenen Platte oder aus einem geraden Rohr bestehen.The device for generating the torque around the plumb axis is shown in Fig. 3. The bearing journal 2 is designed as a hollow journal, the cavity communicating with the interior of the rotor housing, so that an air stream emerges from the nozzle 2 as a result of the fan action of the rotor. empty lever 18 carries a block 21 with a triangular cross-section, the sides 22 and 23 of which are curved and act as a guide for the air flow emerging from the nozzle 2. The block 21 is fastened to the lever 18 by means of a sleeve 24 and is adjustable by means of the screw 25. When the level makes the tilt movement, the block 2i is deflected sideways and more air is directed to one side of the block than to the other. This creates a torque around the plumb axis proportional to the tilting movement of the Lil: elle. It is evident that in the illustration according to Fig. 3, the deflected air flow tries to increase the tilting movement of the dragonflies. In the illustration according to Fig.4, however, the air flow acts in such a way that the tilting movement is reduced, whereby the effect of the springs 16 and 17 is supported. The air flow emerging from the pin 2 is divided by the link 26, which is rotatably mounted on the vertical pin 27. The bearing screws 27a are carried by a bracket 28 which is seated on the journal 2. Towards the end, the handlebar has a double design; its two tail parts are stiffened by a horizontal plate 29. A slot provided in the plate 29 engages a pin 30 which is fixedly attached to the lever 18 by means of a sleeve 31. The handlebar 26 is expediently kept balanced on its "pin 27, and the edge dividing the air flow can be arranged on the nozzle side of the pin or also on the pin axis. The handlebar 26 can also have a different shape and, for example, from a flat plate or from consist of a straight pipe.

In den Abb. 5 bis 8 sind vier verschiedene Ausführungen der Libellen dargestellt. In der Abb. 5 L estebt die Libelle aus einem gekrümmten, mit der Flüssigkeit 34 gefüllten Rohr ,;3, dessen konvexe Seite nach oben gerichtet ist. Das Rohr enthält eine Kugel 35, die leichter als die verdrängte Flüssigkeit ist. Die Kugel füllt annähernd den Rohrquerschnitt aus, so daß sie nur sehr langsam längs des Rohres bei einer Schräglage der Libelle verschoben wird. Das Rohr kann im Querschnitt rechteckig und die Kugel durch eine Walze ersetzt sein. Abb.6 veranschaulicht das Gegenstück zu Abb. 5, wobei die konvexe Krümmung nach unten gerichtet und die Kugel schwerer als die Flüssigkeit ist. Abb. 7 veranschaulicht eine Libelle, die zwei Flüssigkeiten von verschiedener Dichte enthält. Die beiden lotrechten Rohre i i und 12 sind durch zwei wagerechte Rohre 13, 13a verbunden. Die schwerere Flüssigkeit, beispielsweise Quecksilber, füllt die untere Hälfte und die leichtere, beispielsweiseÖ1, die obere Hälfte der Libelle aus.. Der Hahn 14a ist zweckmäßig in dem oberen wagerechten Rohre angebracht, so daß er den Durchfluß des Öles drosselt, da es unzweckmäßig ist, den Durchfluß von Quecksilber durch einen Kapillärkanal zu drosseln, weil der Quecksilberfaden infolge der Oberflächenspannung leicht auseinanderreißt. In Abb.8 besitzt die leichtere Flüssigkeit zwei freie Flächen, der Flüssigkeitsspiegel in den schmalen Rohren i ia und i2a gibt auf einer vergrößerten Skala die Bewegung der schwereren Flüssigkeit in den Rohren i i und 17, an.In Figs. 5 to 8 four different versions of the dragonflies are shown. In Fig. 5 L est the dragonfly emerges from a curved tube filled with the liquid 34,; 3, the convex side of which is directed upwards. The tube contains a ball 35 which is lighter than the displaced liquid. The ball approximately fills the cross-section of the pipe, so that it is only moved very slowly along the pipe if the level is inclined. The tube can be rectangular in cross-section and the ball can be replaced by a roller. Fig.6 illustrates the counterpart to Fig. 5, with the convex curvature pointing downwards and the ball heavier than the liquid. Figure 7 illustrates a dragonfly that contains two liquids of different densities. The two vertical tubes ii and 12 are connected by two horizontal tubes 13, 13a. The heavier liquid, for example mercury, fills the lower half and the lighter one, for example Ö1, the upper half of the vial. The cock 14a is expediently mounted in the upper horizontal tube so that it restricts the flow of the oil, since it is inexpedient to restrict the flow of mercury through a capillary channel because the mercury thread tears apart easily due to the surface tension. In Fig. 8 the lighter liquid has two free surfaces, the liquid level in the narrow tubes i ia and i2a indicates the movement of the heavier liquid in the tubes ii and 1 7 on an enlarged scale.

Abb.9 veranschaulicht eine Abänderung. Die Libelle i i, i2, 13 ist fest mit der Kurbel 8 verbunden. Der Wiederherstellungshebel 18 ist an der Kurbel 8 mittels eines an dem Kurbelzapfen 37 angelenkten Waagebalkens 36 angebracht, dessen Enden die in die Libellenflüssigkeit tauchenden Schwimmkolben 38, 39 tragen.Figure 9 illustrates a modification. The dragonfly i i, i2, 13 is firmly connected to the crank 8. The recovery lever 18 is on the crank 8 attached by means of a balance beam 36 hinged to the crank pin 37, of which The ends of the floating flasks 38, 39 which are immersed in the dragonfly fluid carry.

Abb. io und i i veranschaulichen ein Gyroskop mit lotrechter Achse. Das Gehäuse i wird von Zapfen 2 und 3 des Bügelringes getragen, der seinerseits von den Zapfen 5, 6 in einem nicht dargestellten Rahmen getragen wird. Das Gyroskop wird um die Zapfen 2, 3 durch die Libelle 11, 12, 13 in bezug auf die Schwerkraft in ähnlicher Weise gesteuert wie bei der Ausführungsform nach Abb. i. Die Libelle ist an der Welle 4o angebracht, die in Lageransätzen 4, 42 - drehbar gelagert ist, welche von dem Gehäuse i lotrecht aufwärts ragen. Eine zweite ähnliche Libelle i i', 12', 13' ist an der Welle 40' befestigt, die unterhalb des Gyroskops in Ansätzen 41', 42', welche von dem Gehäuse lotrecht abwärts ragen, gelagert ist, sie dient zur Steuerung des Gyroskops in bezug 'auf die Schwerkraft um die Zapfen 5, 6. Zwei aus dem Gehäuse durch die Düsen 47,48 ausströmende Luftströme stoßen gegen die beiden Lenker 43 und 44, die an der oteren Libelle mittels der Arme 45 und 46 angebracht und in bezug auf die wagerechte Ebene unter einem Winkel von 45° geneigt sind, während die Luftströme unter einem Winkel von. 450 zu den Zapfenachsen austreten. -In der Normallage. liegt die Bodenkante eines jeden Lenkers in der -Ebene der Mittellinie- des Luftstromes. Eine ähnliche Anordnung von Düsen d.7', 48' und Lenkern 43' und ,4.' ist bei der unteren Libelle i 1', 12', 13' vorgesehen. Wenn die Luftströme genügend kräftig sind, so wird eine besondere Steuerung durch eine Feder zwischen Libelle und Gyroskop überflüssig. Da die -Luftströme unter einem Winkel von 45' zur Zapfenachse austreten, so hat das durch ' dieselben bewirkte Drehmoment zwei Komponenten, von denen die eine das Drehmoment der Schwerkraft ausgleicht, während die andere i rechtwinklig hierzu verläuft. Diese letztgenannte Kraftkomponente bildet das wieder-4 herstellende Kräftepaar, welches die Gyrosköpachse in die lotrechte Lage zurückführt, während das erstgenannte Kräftepaar auf das Gyroskop durch die Welle 40- und die Ansätze 41 und 42 einwirkt: -Die Libelle könnte ebenfalls gemeinsam durch Federkraft und die Luftströme gesteuert werden, in welchem Falle das dämpfende Drehmoment kleiner als das Schwerkraftdrehmoment ist.Figs. Io and i i illustrate a gyroscope with a vertical axis. The housing i is carried by pins 2 and 3 of the bracket ring, which in turn is carried by the pins 5, 6 in a frame, not shown. The gyroscope is around the pin 2, 3 by the level 11, 12, 13 with respect to gravity controlled in a similar way as in the embodiment of Fig. i. The dragonfly is attached to the shaft 4o, which is rotatably mounted in bearing lugs 4, 42, which protrude vertically upward from the housing i. A second similar dragonfly i i ', 12', 13 'is attached to the shaft 40', which approaches the bottom of the gyroscope 41 ', 42', which protrude vertically downward from the housing, is mounted, it serves to control the gyroscope in relation to the force of gravity around the pins 5, 6. Two Air currents flowing out of the housing through the nozzles 47, 48 push against the two Handlebars 43 and 44, which are attached to the oteren dragonfly by means of arms 45 and 46 and are inclined at an angle of 45 ° with respect to the horizontal plane, while the air flows at an angle of. 450 exit to the pin axes. -In the Normal position. is the bottom edge of each link in the plane of the center line of the air flow. A similar arrangement of nozzles d.7 ', 48' and links 43 'and , 4. ' is provided at the lower vial i 1 ', 12', 13 '. When the air currents are strong enough, a special control is provided by a spring between No need for a dragonfly or gyroscope. Since the air flows at an angle of 45 ' exit to the pin axis, the torque caused by the same has two Components, one of which balances the torque of gravity, while the other i runs at right angles to it. This last-named force component forms the restoring couple of forces that turn the gyroscope axis into the vertical Position, while the former couple of forces on the gyroscope through the Wave 40- and the lugs 41 and 42 acts: -The dragonfly could also work together be controlled by spring force and the air currents, in which case the damping Torque is less than gravity torque.

In den Abb. 12 und 13 ist die Anwendung der Erfindung an einem Kreiselkompaß veranschaulicht, der eine wagerechte Rotorachse besitzt. Das Gehäuse i besitzt zwei Ansätze 50, 51, die von dem Gehäuse nach abwärts ragen u.id Lagerzapfen für die Welle 49 tragen, auf welcher die Libelle i 1, 12, 13 befestigt ist. Die letztere -wird an dem Gyroskop durch die Federn 16, 17 gehalten. Das Drehmoment um die lotrechte Achse wird durch den Luftstrom eingeführt, der durch den -Zapfen 2 austritt und durch einen Lenker ähnlich wie in Abb.4 abgelenkt wird. Der -Lenker wird durch den Wiederherstellungshebel 18 betätigt, der an dem Drahtrahmen 52 starr. befestigt ist. Die Enden des Drahtrahmens 52 sind an das Rohr 13 der Libelle bei 53 und 54 angeschlossen.In Figures 12 and 13 is the application of the invention to a gyro compass illustrates, which has a horizontal rotor axis. The housing i has two Lugs 50, 51 protruding downward from the housing and id bearing journals for the Carry shaft 49 on which the vial i 1, 12, 13 is attached. The latter - is held on the gyroscope by the springs 16, 17. The torque around the perpendicular Axis is introduced by the flow of air exiting through pin 2 and is deflected by a handlebar similar to Figure 4. The handlebar is supported by the Recovery lever 18 actuated, which is rigid on the wire frame 52. attached is. The ends of wire frame 52 are attached to tube 13 of the level at 53 and 54 connected.

Die Drehmomente um die lotrechte Achse könnten auch durch Verdrehung des Auf-' hängedrahtes eingeführt werden, indem man die Kontaktrollen, welche die Bewegung der Führungsvorrichtung steuern, an dem Hebel 18 in der Ebene-des Zapfens angreifen läßt.The torques about the vertical axis could also be caused by rotation of the hanging wire can be inserted by moving the contact rollers that the Control movement of the guide device on the lever 18 in the plane of the pin attack.

Auch könnten die Drehmomente um die lotrechte Achse durch eine direkte Reaktion seitens - der Führungsvorrichtung infolge der Schwerkraft erreicht werden (Abb. 14 und 15). Das Gehäuse i befindet sich im indifferenten Gleichgewicht an seinen Zapfen 2 und 3 des Bügelringes 4, der an den lotrechten Zapfen 5 und 6 des Führungsgliedes 7 in der üblichen Weise gelagert ist. Die Libelle besteht aus zwei IotrechtenRohren i i und 12, welche durch zwei i halbkreisförmige Rohre 13a und 13b verbunden sind. Diese Rohre tragen zwei Ansätze 57. 58, die dazu dienen, die Libelle schwingbar an den -beiden Zapfen 55, 56 zu stützen, die an dem Gliede7 möglichst koachsial zu den Zapfen 2 und 3 angebracht sind. Das Rohr 13A besitzt eine Drahtbrücke 59, die eine Gabel 6o trägt, welche mit einem Zapfen 61 in Eingriff steht, der exzentrisch an dem Gehäuse i befestigt ist. Die Drahtbrücke 59 könnte durch zwei Schraubenfedern ersetzt werden, die den Zapfen 61 mit der Libelle verbinden. Wenn der Zapfen 61 an dem Führungsring 4 anstatt an dem Gehäuse i befestigt wird, so wird das aus der Schwerkraft herrührende Kräftepaar durch die Führungsvorrichtung aufgenommen, und nur das Drehmoment um die lotrechte Achse bleibt zur Steuerung des Gyroskops wirksam. Die Rotorachse würde somit wagerecht verbleiben, jedoch wenig Neigung haben, den Meridian aufzusuchen.The torques about the vertical axis could also be through a direct Reaction on the part of the guide device can be achieved as a result of gravity (Fig. 14 and 15). The housing i is in indifferent equilibrium its pins 2 and 3 of the bracket ring 4, which is attached to the vertical pins 5 and 6 of the Guide member 7 is mounted in the usual way. The dragonfly consists of two Vertical tubes i i and 12, which are connected by two i semicircular tubes 13a and 13b are connected. These tubes carry two lugs 57.58 which serve to support the Dragonfly swingable on the -Both tenons 55, 56 to support the are attached to the link 7 as coaxially as possible to the pins 2 and 3. The pipe 13A has a wire bridge 59 which carries a fork 6o which has a pin 61 engages which is eccentrically attached to the housing i. The wire bridge 59 could be replaced by two coil springs that secure the pin 61 to the level associate. When the pin 61 is attached to the guide ring 4 instead of the housing i is, then the force couple resulting from the force of gravity through the guide device recorded, and only the torque around the vertical axis remains for control of the gyroscope effective. The rotor axis would thus remain level, but little Have a tendency to seek out the meridian.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen befindet sich das Gyroskop dank der Libelle in einem in bezug auf die Gravitation unstabilen Zustande. Es ist jedoch manchmal zweckmäßig, das Gyroskop in stabilen Zustand zu versetzen und die Libelle nur als Relais zu verwenden, um die Stabilisierungsvorrichtung zu steuern. Abb. 16 und 17 veranschaulichen eine derartige Anordnung. Die beiden zylindrischen Behälter 62 und 63 sind zu beiden Seiten des Gehäuses i an ihm starr befestigt. Diese Behälter sind durch Rohre 65 und 66 rillt einer kleinen rotierenden Pumpe 64 verbunden, die dazu dient, eine Flüssigkeit rückwärts und vorwärts zwischen den Behältern 62 und 63 zu pumpen, zu dem Zwecke, den Flüssigkeitsspiegel in den durch die Kippbewegung des Gy roskops höher liegenden Behälter zu heben und die Hebung des Flüssigkeitsspiegels proportional zur Kippbewegung zu halten. Der Pumpenrotor wird durch das eineoder das anderevon zweikleinen Turbinenrädern 67A und 68A (Abb. 18) angetrieben. Von dem Gehäuse treten durch die Düsen 67, 68 zwei Luftströme aus und stoßen auf die Schaufeln 69 und 69A der Turbinenräder. Der eine oder der andere Luftstrom wird durch die Libelle il, 12, 13 abgeschnitten, die an der Welle 71 befestigt ist, welche schwingbar in den von dem Gehäuse aufwärts ragenden Ansätzen 7o und 70A sitzt. Die Libelle wird durch zwei Schwimmer 74 und 75 beeinflußt, die in der Flüssigkeit der Behälter 62 und 63 schwimmen. An den Schwimmern greifen Schnüre an, die über Rollen 76, 77 hinweggehen, die drehbar an Armen sitzen, welche von den Ansätzen 70,71 vorragen. Die Enden der Schnüre greifen an den lotrechten Kurbeln 72, 73 der Welle 71 an. - Die Luftströme werden durch einen Schieber 78 gesteuert, der an dem Rohre 13 der Libelle mittels eines U-förmig gebogenen Drahtrahmens 79 befestigt ist. Die Gestalt dieses Schiebers 78 geht aus Abb. i9 hervor, aus der zu erkennen ist, daß in der mittleren Stellung des Schiebers die Düsen 67 und 68 zur Hälfte durch den Schieber abgedeckt sind. Sobald die Libelle sich schräg einstellt, wird die eine oder die andere Düse vollständig geschlossen, und die Pumpe wirkt dahin, den Flüssigkeitsspiegel in <lem jeweilig höher liegenden Behälter 62 bzw. 63 anzuheben. Das Emporheben des einen Schwimmers und das Niedergehen des anderen hebt die Libelle i 1, 12, 13 von neuem empor und stellt den Schieber in seiner mittleren Stellung wieder ein. Der Unterschied der Flüssigkeitshöhen in den beiden Behältern 62 und 63 ist somit proportional zu der Kippbewegung der Gyroskopachse, wobei der emporgehobene Behälter eine größere Flüssigkeitsmenge enthält. Der Gewichtsunterschied ist somit bestrebt, die Gyroskopachse in die wagerechte Ebene zurückzuführen. Zur Dämpfung kann irgendeine der beschriebenen Vorrichtungen verwendet werden.In all of the described embodiments, the gyroscope is in a state that is unstable with respect to gravity thanks to the level. However, it is sometimes convenient to put the gyroscope in a steady state and use the level only as a relay to control the stabilizer. Figures 16 and 17 illustrate such an arrangement. The two cylindrical containers 62 and 63 are rigidly attached to the housing i on both sides. These containers are connected by tubes 65 and 66 and a small rotating pump 64, which serves to pump a liquid back and forth between the containers 62 and 63, for the purpose of raising the liquid level to the higher ones due to the tilting movement of the gyroscope Raise the container and keep the rise in the liquid level proportional to the tilting movement. The pump rotor is driven by one or the other of two small turbine wheels 67A and 68A (Fig. 18). Two streams of air emerge from the housing through the nozzles 67, 68 and strike the blades 69 and 69A of the turbine wheels. One or the other air flow is cut off by the vial 11, 12, 13, which is attached to the shaft 71, which sits swingably in the lugs 70 and 70A projecting upwards from the housing. The level is influenced by two floats 74 and 75, which float in the liquid of the containers 62 and 63. The swimmers are attacked by cords that go over rollers 76, 77 that are rotatably seated on arms that protrude from the lugs 70, 71. The ends of the cords engage the vertical cranks 72, 73 of the shaft 71. The air flows are controlled by a slide 78 which is attached to the tube 13 of the level by means of a wire frame 79 bent in a U-shape. The shape of this slide 78 is shown in Fig. 19, from which it can be seen that in the middle position of the slide the nozzles 67 and 68 are half covered by the slide. As soon as the level is inclined, one or the other nozzle is completely closed and the pump acts to raise the liquid level in the respective higher-lying container 62 or 63. The upward movement of one swimmer and the downward movement of the other raises the level i 1, 12, 13 again and sets the slide in its middle position again. The difference in the liquid heights in the two containers 62 and 63 is thus proportional to the tilting movement of the gyroscope axis, the lifted container containing a larger amount of liquid. The difference in weight therefore tries to bring the gyroscope axis back into the horizontal plane. Any of the described devices can be used for damping.

Abb. 2o veranschaulicht ein Ventil, welches an Stelle der kapillaren Verengung des Rohres 13 bei der Libelle gemäß Abb.2 oder zusätzlich hierzu verwendet werden kann, zu dem Zwecke, eine Strömung zu vermeiden, die aus der wagerechten Beschleunigung der Libelle herrührt, wenn diese Beschleunigung eine vorherbestimmte Grenze überschreitet. Das Rohr 13 ist in zwei Teile 13.4 und 13B geteilt, die durch ein Kupplungsstück 8o, 81 miteinander verbunden sind. Die beiden Hälften werden durch eine federnde Membran 82 getrennt, «-elche wie ein Ventil wirkt und eine Anzahl Löcher besitzt, durch welche die Flüssigkeit von der einen nach der anderen Seite strömen kann. Die Membran kann ferner in der Mitte, beispielsweise durch eine Kugel 83, belastet werden. Wenn die Beschleunigung eine bestimmte Grenze überschreitet, bewirken die Kräfte an der Membran infolge der Beschleunigung der Flüssigkeit und der Beschleunigung <ler Kugel 83, daß die Membran das eine oder andere Rohr 13A bzw. 13B je nach der Beschleunigungsrichtung, absperrt.Fig. 2o illustrates a valve which can be used in place of the capillary constriction of the tube 13 in the vial according to Fig Acceleration exceeds a predetermined limit. The tube 13 is divided into two parts 13.4 and 13B which are connected to one another by a coupling piece 8o, 81. The two halves are separated by a resilient membrane 82, which acts like a valve and has a number of holes through which the liquid can flow from one side to the other. The membrane can also be loaded in the middle, for example by a ball 83. If the acceleration exceeds a certain limit, the forces on the membrane as a result of the acceleration of the liquid and the acceleration of the ball 83 cause the membrane to shut off one or the other pipe 13A or 13B, depending on the direction of acceleration.

Bei der Wirkungsweise der Gyroskope und im besonderen der Kreiselkompasse spielt die Retation der Erde eine wesentliche Rolle. Wenn sich das Gyroskop im unstabilen Gleichgewicht infolge der Wirkung der Libelle befindet, so wird der Rotor im entgegengesetzten Sinne zur Rotation der Erde gedreht. Dies ist ebenfalls bei Navigationsinstrumenten für Luftfahrzeuge von wesentlicher Bedeutung, um die Eigengeschwindigkeit zu bestimmen.In the way the gyroscopes work and in particular the gyrocompasses the retation of the earth plays an essential role. When the gyroscope is unstable Equilibrium is due to the action of the dragonfly, so the rotor is in the opposite direction Senses rotated to the rotation of the earth. This is also the case with navigation instruments essential for aircraft to determine airspeed.

Mit Bezug auf die Abb.1,2, 1o und ii wurde ausgeführt, daß die auf die Luftstromlenker wirkenden Kräfte das Gravitationskräftepaar an dem Gyroskop beeinflussen.With reference to Figs. 1, 2, 1o and ii it was stated that the on the air flow control forces act the gravitational force couple on the gyroscope influence.

Diese Wirkung kann in jedem Falle durch Untersuchung festgestellt werden, ob der :@Iomentüberschuß der Luftströme nach dem Verlassen der Lenker ein Moment um die Gyroskopachse (nicht die Drehachse der Libelle) zur Folge hat, auf welche das erwähnte Kräftepaar einwirkt. Wenn somit bei der Darstellung der Abb. i, 2, 12 und 13 die Luftströme in Ebenen ausströmen, die durch die Gyroskopachse hindurchgehen, so wird durch dieselben das Kräftepaar nicht beeinflußt. In den Abb. io und ii wird der Momentüberschuß der beiden Ströme ein Moment um die Gyroskopachse zur Folge haben, so daß das Gravitationskräftepaar zur Wirkung kommt. Die Größe dieser Wirkung hängt erstens davon ab, ob die Libellen durch Federn gehalten werden oder nicht, und ferner von dem Abstand zwischen der Zapfenachse 2 und der Lagerachse 40 der Libelle (Abb. io). Wenn diese beiden Achsen zusammenfallen (es besteht natürlich keine Schwierigkeit, die Teile so anzuordnen, daß die beiden Achsen zusammenfallen), so kann das Gravitationskräftepaar beim Nichtvorhandensein der Federsteuerung an der Libelle nicht unmittelbar auf das Gyroskap übertragen werden.. Das letztere wird dann durch die Luftströme im Gleichgewicht gehalten, welche das wiederherstellende Kräftepaar erzeugen, wobei die Libelle diese Ströme steuert und durch sie das Gyroskap beeinflußt. Diese Anordnung ist für viele Anwendungszwecke vorteilhaft, da eine Präzession infolge des Gravitationskräftepaares in Fortfall kommt, was im besonderen für Geschwindigkeitsmesser von Flugzeugen wertvoll ist.This effect can in each case be determined by examination be whether the: @ Ioment excess the air currents after leaving the handlebars a moment around the gyroscope axis (not the axis of rotation of the dragonfly) Has a consequence on which the aforementioned force couple acts. If thus in the presentation of Figs. i, 2, 12 and 13 the air currents flow out in planes passing through the gyroscope axis go through it, the couple of forces is not influenced by them. In fig. io and ii, the moment excess of the two currents becomes a moment about the gyroscope axis result, so that the gravitational force couple comes into effect. The size this effect depends firstly on whether the dragonflies are held by feathers or not, and also on the distance between the journal axis 2 and the bearing axis 40 of the dragonfly (Fig.io). When these two axes coincide (it exists, of course no difficulty in arranging the parts so that the two axes coincide), so the gravitational couple can in the absence of the spring control on of the dragonfly cannot be transferred directly to the gyroscope .. The latter is then kept in equilibrium by the currents of air which are the restorative Generate a couple of forces, whereby the dragonfly controls these currents and through them the gyroscope influenced. This arrangement is advantageous for many purposes because one Precession as a result of the pair of gravitational forces ceases to exist, which in particular is valuable for aircraft speedometers.

Abb. 21 und 22 veranschaulichen eine Anordnung des Gyroskaps mit wagerechter Rotorachse, bei welcher die Libelle kein unmittelbares Gravitationskräftepaar an dem Gyroskap, sondern nur das wiederherstellende Kräftepaar um die lotrechte Achse erzeugt. Die Libelle i i, 12, 13 ist ähnlich der nach Abb. 14 schwingbar auf beiden Zapfen 2A und 3A angebracht, die koachsial mit den Hauptlagerzapfen 2 und 3 des Gehäuses verlaufen. Eine Düse 82 dient zum Ausströmen eines in Richtung der Mitte lotrecht aus dem Gehäuse austretenden Luftstromes, welcher dadurch die Libelle steuert, daß er in einen trichterförmigen Kanal 8o eintritt, welcher an der Libelle durch einen Drahtrahmen 81 befestigt ist. Das auf die Libelle wirkende Gravitationskräftepaar lenkt den Luftstrom ab, und da derselbe nicht in der :Mittellinie des Gyroskaps verläuft, so wird ein Drehmoment um die Lotrechte hergestellt.Fig. 21 and 22 illustrate an arrangement of the gyroscope with horizontal Rotor axis at which the vial does not have a direct gravitational force couple the gyroscope, but only the restoring couple of forces around the vertical axis generated. The vial i i, 12, 13 is similar to that of Fig. 14 oscillatable on both Pins 2A and 3A attached, coaxially with the main bearing pins 2 and 3 of the Housing run. A nozzle 82 is used to flow out toward the center air stream emerging vertically from the housing, which thereby controls the level, that it enters a funnel-shaped channel 8o, which passes through the dragonfly a wire frame 81 is attached. The gravitational couple acting on the dragonfly deflects the airflow, and there it is not in the: center line of the gyroscope runs, a torque is produced around the perpendicular.

Wenn die Achse 2A-3,4 über die Achse 2-3 gehoben oder unter dieselbe gesenkt wird, und zwar mittels Kurbeln, die an den Zapfen 2, 3 angreifen und beispielsweise um einen Abstand, der gleich dem Abstand des Luftstromes von der Mittellinie des Gyroskaps ist, wobei geeignete Gegengewichte an dem Gehäuse befestigt sind, so erzeugt der Luftstrom an dem Gyroskop ein Gravitationskräftepaar, welches der wiederherstellenden Kraft gleich ist. Wenn die Achse angehoben wird, so ist dieses Kräftepaar bestrebt, die Kippbewegung des Gyroskops zu vergrößern; wird dagegen die Achse gesenkt, so wird die Kippbewegung verringert. Auf diese Weise kann durch Anheben oder Senken der Lagerachse der Libelle (Abb. 21) das Gyroskap in ein unstabiles oder stabiles Gravitationsgleichgewicht gebracht werden. Wenn der Luftstrom oberhalb der Lagerachse wirken würde, würden die Kräftepaare auf das Gyroskap umgekehrt wirken. Wenn das Gyroskop im stabilen Gleichgewicht sein soll, wird der Luftstrom auf die entgegengesetzte Seite der Mittellinie gerichtet und die Drehrichtung umgekehrt, Somit können durch Verstellung der Achse 2,4-3A oder durch Verwendung von Federn die- beiden Kräftepaare in bezug aufeinander eingestellt werden.When axis 2A-3,4 is lifted above axis 2-3 or under the same is lowered, by means of cranks that engage the pins 2, 3 and, for example by a distance equal to the distance of the air flow from the center line of the Gyroscaps is created with suitable counterweights attached to the housing the air flow at the gyroscope creates a gravitational force couple, which is the restoring Force is equal. When the axle is raised, this pair of forces strives to increase the tilt motion of the gyroscope; on the other hand, if the axle is lowered, see above the tilting movement is reduced. This can be done by raising or lowering the bearing axis of the dragonfly (Fig. 21) turns the gyroscope into an unstable or stable one Gravitational equilibrium are brought. When the airflow is above the bearing axis would work, the pairs of forces would act the other way around on the gyroscope. If that The gyroscope should be in stable equilibrium, the airflow will be on the opposite The side of the center line is directed and the direction of rotation is reversed, so you can go through Adjustment of the axis 2,4-3A or the two pairs of forces by using springs be adjusted in relation to each other.

Wenn die Anordnung nach Abb. 21 und 22 für einen Kreiselkompaß verwendet wird, so wird die Kippbewegung der Libelle mitBezug auf das Gyroskap in jedem Augenblick die Abweichung desKompassesvon demMeridian angeben, jedoch wird das Gyroskap nur eine geringe oder gar keine Neigung haben, nach dem Meridian zu eine Präzession anzunehmen. Es ist indessen möglich, eine aperiodische Anordnung anzuwenden, bei welcher sowohl das Gravitationskräftepaar wie die wiederherstellende Kraft vorhanden sind, die Abweichung von dem Meridian durch die Kippbewegung angezeigt wird sowie ferner das Gyroskop langsam eine Präzession nach dem Meridian zu gewinnt. Das in Abb. 12 und 13 dargestellte Gyroskap kann beispielsweise so eingestellt werden, daß seine Bewegung aperiodisch wird und der oben angegebenen Bedingung entspricht. Andererseits kann das in Abb. 21 dargestellteGyroskop hierzuverwendet werden, indem die relativen Kraftgrößen entsprechend gewählt werden. Wenn der Lenker 26 der Abb. 4 mit dem Gyroskap nach Abb: 12 verwendet wird, so würde die Abweichung des Lenkers 26 im A_ zimut, welche proportional zur Kippbewegung des Gyroskaps ist, proportional zur Abweichung des Gyroskaps von dem Meridian sein und der letzteren gleich groß gewählt werden. Durch Verwendung geeigneter Übertragungsteile kann die Ablenkung des Lenkers 26 selbsttätig einen Zeiger beeinflussen, der den Meridian angeben wird, selbst wenn das Gyroskap von dem Meridian um mehrere Grade abweicht.When the arrangement of Figs. 21 and 22 is used for a gyro compass the tilting movement of the dragonfly with respect to the gyroscope will be at every moment indicate the deviation of the compass from the meridian, but the gyroscope will only have little or no tendency to precession after the meridian to accept. It is, however, possible to use an aperiodic arrangement at which both the gravitational force couple and the restoring force are present the deviation from the meridian is indicated by the tilting movement as well furthermore, the gyroscope slowly gains a precession along the meridian. This in The gyroscope shown in Figs. 12 and 13 can be set, for example, so that that its movement becomes aperiodic and corresponds to the condition given above. On the other hand, the gyroscope shown in Fig. 21 can be used for this purpose by the relative force values are selected accordingly. When the handlebar 26 of Fig. 4 is used with the gyroscope according to Fig: 12, the deviation of the handlebar would be 26 in A_ zimut, which is proportional to the tilting movement of the gyroscope to the deviation of the gyroscope from the meridian and the latter be the same size to get voted. By using suitable transmission parts, the deflection of the handlebar 26 automatically influence a pointer that will indicate the meridian, even if the gyroscope deviates from the meridian by several degrees.

Es scheint auf den ersten Blick, als ob die Reaktion gegen das Drehmoment der Schwerkraft in Abb.21 auf das Gyroskap zurückwirke; dies ist jedoch nicht der Fall. Diese Reaktionswirkung überträgt sich auf die umge- I ende Luft, während das Gyroskop nur sekuri-,lär durch die Luftwirbel beeinflußt wird.At first glance it seems as if the reaction is against the torque the force of gravity in Fig.21 acts back on the gyroscope; however, this is not the case Case. This reaction effect is transferred to the surrounding I end Air, while the gyroscope is only influenced securi- orly by the air eddies.

Bei einem Kreiselkompaß kann die Breiteneinstellung durch Verstellung des Luftkanals initBezugauf dieLibelle mittels einerSchraube vorgenommen werden, oder indem man ein Gewicht an der Libelle verschiebt und den Anririfspunkt der Feder an dein Gehäuse durch eine Schraube einstellt.In the case of a gyro compass, the latitude can be adjusted by adjusting of the air duct in relation to the vial can be made using a screw, or by moving a weight on the dragonfly and the contact point of the spring to your case by means of a screw.

Abb. 23 und 2d. zeigen die Ansichten einer sowohl für wagerechte wie für andere Rotorachsen anwendbaren Abänderung der in Abb: 9 gezeigten Ausführungsform, wobei die Lil-elle i 1, 12 starr mit dem Gyroskopgehäuse i verbunden ist und die Luftdüse 83 mittels der beiden Rohre 8d., 85 finit den Schalen i t, 12 der Libelle in Verbindung steht. Die Deckel der Libelleschalen tragen an der Innenseite kleine Tauchglocken 86, 87 und all der Außenseite die Luftaustrittsdüsen 88, 89, deren Ausströmtuigen parallel und in der gleichen, zurRotorachse senkrechten Richtung erfolgen. Die aus dein Innern der Schalen i 1, 1 2 zu den Austrittsdüsen 88, 89 tretende Luft streicht zwischen der Flüssigkeitsoberfläche Und dein Rande der Taucliglocken hindurch, so daß 1-ei der geneigten. Lage der Libelle der eine Luftstrom gedrosselt und der andere verstärkt wird, wodurch ein Kräftepaar um die Lotachse verursacht wird. Die Austrittsdüsen sind demgemäß in dem Sinne gerichtet, daß dieses Kräftepaar die Kippbewegung vernichten kaibi.Fig. 23 and 2d. show the views of a for both horizontal and horizontal modification of the embodiment shown in Fig. 9 that can be used for other rotor axes, where the Lil-elle i 1, 12 is rigidly connected to the gyroscope housing i and the Air nozzle 83 by means of the two tubes 8d., 85 finite the shells i t, 12 of the dragonfly communicates. The lids of the dragonfly bowls have small ones on the inside Diving bells 86, 87 and all the outside the air outlet nozzles 88, 89, their The outflows are parallel and in the same direction perpendicular to the rotor axis take place. The from inside the shells i 1, 1 2 to the outlet nozzles 88, 89 The air coming in sweeps between the surface of the liquid and the edge of the dew bells through it so that 1-egg of the inclined. Position of the dragonfly of an air flow is restricted and the other is amplified, causing a couple of forces around the plumb line will. The outlet nozzles are accordingly directed in the sense that this couple of forces destroy the tilting movement kaibi.

Claims

PATENT CLAIMS- i. Gyroscope, in which the center of the suspension coincides with the center of gravity, characterized by a gravitational control device which generates a force couple destroying the tilting movement with the help of at least one dragonfly, which finitely interacts with your gyroscope in such a way that the center of gravity of the entire system comes out of it its normal position bringing out the tilting movement of the gyroscope is automatically returned to the journal axis of the gyroscope.

2. Gvroscope according to claim i, characterized in that the gravitational control device is set up in such a way that it restores the equilibrium position Couple of forces in a plane parallel to the rotor axis and right-angled to the tilting movement generated.

3. Gy roskop according to claim i and 2, characterized in that all the pins carrying the rotor (2, 3) two Uli, 180- offset cranks (8, 9) are firmly connected, one of which is a cure. ei.-pin (9) carries a counterweight (i9), while the other crank (8) has a lever (11, 12, 13) that is resiliently hinged to the crank pin (io) and has its center of gravity in the crank pin axis, as well as a recovery lever (i8) carries, which is equipped with a triangular cross-section block (23) as a link for the air flow generated by the rotor emerging from the hollow pin (2) so that a torque of the gyroscope proportional to the tilting movement is generated around the plumb axis.

Gyroscope according to claims 1 and 2, characterized in that the crank (8) is firmly connected to the level, while the restoration lever (18) is attached to it by means of a balance beam (36) articulated on the crank pin (37), the ends of which are attached Carry floating flasks (38, 39) immersed in the dragonfly liquid.

5. Gvroscope according to claim i, characterized in that that in order to achieve a stable equilibrium position with respect to gravity the dragonfly movements control a relay or auxiliary device through which the movement of a further weight mass that can be adjusted with respect to the gyroscope is regulated.

6. Gyroscope according to claim i, characterized in that the the Tilting motion proportional couple of forces comes into effect at such an angle, that the gyroscope movement is aperiodic with respect to the earth.

7. Gyrascope after Claims 1 to 6, characterized in that the oscillatable vial represents the deviation of the gyroscope shows its zero position. B.

Gvroscope according to claim i and 7 in Application to a compass, characterized in that the tilting movement of the Gyroscope shows the deviation of the compass from the meridian.

9. Gyroscope according to claims i and 7, characterized in that the tilting movement of the oscillatable Dragonfly shows the deviation of the compass from the meridian. i o. Gy roskop according to claims i and c, characterized in that the floating vial in is controlled only by an air jet with respect to the Gvcope housing.