DE485551C

DE485551C - Gyroscope

Info

Publication number: DE485551C
Application number: DEH95660D
Authority: DE
Original assignee: MESSRS VICKERS Ltd
Current assignee: MESSRS VICKERS Ltd
Priority date: 1923-01-03
Filing date: 1924-01-04
Publication date: 1929-11-04

Description

Kreiselgerät Die Erfindung bezieht sich auf Kreiselgeräte zum Messen oder Anzeigen der Wendegeschwindigkeit oder ihrer Komponenten von Körpern, wie Schiffen, Luftfahrzeugen usw., die sich um eine oder mehrere mit Bezug auf den Körper feste Achsen im Drehwinkel bewegen.Gyroscope The invention relates to gyroscopes for measuring or displaying the rate of turn or its components of bodies, such as ships, Aircraft etc. that are fixed around one or more with respect to the body Move axes at the angle of rotation.

Bei den bisher bekannt gewordenen Instrumenten dieser Gattung, wie dem in mehreren Patentschriften, z. B. in der britischen Patentschrift 125 o96, beschriebenen Kreiselwendezeiger, ist ein Kreisel auf dem Fahrzeug schwingbar auf Zapfen gelagert, die rechtwinklig zur Rotorachse und ebenfalls rechtwinklig zur Achse der zu messenden Wendegeschwindigkeit angeordnet sind. Wendet das Fahrzeug um die zuletzt genannte Achse, so kippt der Kreisel um seine Zapfenachse, indem er einem bekannten Kreiselgesetz gehorcht, und er versucht, seine Drehachse. mit der Achse, um welche das Fahrzeug wendet, in übereinstimmende Lage zu bringen. Indessen werden Federn, die den Kreisel mit dem Fahrzeug verbinden, zu dem Zwecke benutzt, um dieser Kippbewegung des Kreisels zu widerstehen und sie einzuschränken, mit dem Ergebnis, daß der Kreisel beim Kippen die Federn spannt und auf sich selbst ein Drehmoment um seine Zapfenachse erzeugt. Der Kippwinkel des Kreisels um seine Zapfenachse oder die durch dieses Kippen hervorgebrachte Spannung der Federn ist ein genaues Maß der Winkelgeschwindigkeit der Präzession des Kreisels um seine gekippte Präzessionsachse; hingegen ist er kein Maß für die wirkliche Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges um die Achse, um die es wendet. Indem zum Einschränken der Kippung des Kreisels auf einen kleinen Betrag steife Federn benutzt werden, hat sich die Gepflogenheit eingebürgert, anzunehmen, daß die Ableseteilung des Instrumentes mit großer Annäherung die genaue Wendegeschwindigkeit des Fahrzeuges anzeigt. Dabei wird vorausgesetzt, daß, wenn y die Wendegeschwindigkeit des Fahrzeuges und (ß der Kippwinkel des Kreisels ist, die Federspannung L durch die Gleichung L -I#2 #y.cos@ wiedergegeben ist, so daß, wenn @ sehr klein ist, der Ausdruck cos #= z .gesetzt werden kann und ungefähr L-I.2#y wird, also L als Maß von y, nämlich der Wendegeschwindigkeit des Fahrzeuges, benutzt werden kann.In the previously known instruments of this type, such as the one in several patents, z. B. in British patent specification 125 o96, described gyroscope pointer, a gyro is mounted on the vehicle swingably on pins which are arranged at right angles to the rotor axis and also at right angles to the axis of the turning speed to be measured. If the vehicle turns around the last-mentioned axis, the gyro tilts about its pivot axis, obeying a known gyroscopic law, and it tries to adjust its axis of rotation. with the axis around which the vehicle turns, to bring in coincident position. Meanwhile, springs connecting the gyroscope to the vehicle are used for the purpose of resisting and restraining this tilting movement of the gyroscope, with the result that the gyroscope, as it tilts, tensions the springs and creates a torque on itself about its pivot axis . The tilt angle of the top around its pivot axis or the tension of the springs produced by this tilting is an exact measure of the angular velocity of the precession of the top around its tilted precession axis; however, it is not a measure of the real angular velocity of the vehicle around the axis around which it is turning. By using stiff springs to restrict the gyro from tilting to a small amount, it has become customary to assume that the reading graduation of the instrument is a close approximation of the vehicle's precise rate of turn. It is assumed that when y is the turning speed of the vehicle and (ß is the tilt angle of the gyroscope, the spring tension L is represented by the equation L -I # 2 # y.cos @, so that when @ is very small, the Expression cos # = z. Can be set and becomes approximately LI.2 # y, i.e. L can be used as a measure of y, namely the turning speed of the vehicle.

Indessen muß zur Erläuterung der Grundlage der vorliegenden Erfindung dargetan werden, daß der durch die Größe cos (P? in die obige Gleichung eingeführte Fehler nicht der einzige Fehler ist. Instrumente der hierher .gehörigen Gattung werden hauptsächlich auf Schiffen oder Luftfahrzeugen benutzt, welche die Freiheit haben, um eine beliebige Achse sich im Winkel zu drehen. Solche Bewegungen können als aus drei Komponenten zusammengesetzt betrachtet werden, nämlich einem Gieren um eine Achse rechtwinklig zum Deck, einem Rollen um eine Achse von vorn nach hinten und einem Stampfen um .eine Querachse; diese drei Achsen sind aufeinander rechtwinklig und mit Bezug auf das Schiff ortsfest. Wird nun vom Kreisel gefordert, daß er die Winkelgeschwindigkeit des Gierens mißt, so müssen. die Rotor- und die Zapfenachse in der Deckebene liegen. Solange die Rotorachse parallel zum Deck und beispielsweise von vorn nach hinten liegt, ist sie dem Rollen des Schiffes nicht ausgesetzt; aber sobald der Kreisel aus der Deckebene kippt; wird er von jeder Rollbewegung beeinfiußt, die entweder vom gewöhnlichen Rollen des Schiffes infolge der Wogen oder von dem Sich-auf-die-Seite-Legen oder dem einseitigen Ansteigen des Auftriebes herrührt, welches sowohl bei Schiffen als auch bei Luftfahrzeugen während eines Gierens, d. h. .einer Wendung um die Azimuthachse, durch die Fliehwirkung hervorgebracht wird. Daher ist es, wenn ein Kippen der Rotorachse zugelassen wird, notwendig, die Einwirkung dieser Schieflegung oder dieser Rollbewegungen auf den Kreisel in Betracht zu ziehen.However, to explain the basis of the present invention be shown that the introduced by the quantity cos (P? in the above equation Don't make mistakes the only mistake is. Instruments belonging here Genus are mainly used on ships or aircraft that carry the Have freedom to rotate around any axis. Movements like that can be viewed as composed of three components, namely one Yaw about an axis perpendicular to the deck, a roll about an axis from the front to the rear and a pounding around .eine transverse axis; these three axes are on top of each other at right angles and stationary with respect to the ship. Is now required by the gyroscope, that he measures the angular velocity of yaw, so must. the rotor and the Pin axis lie in the deck plane. As long as the rotor axis is parallel to the deck and for example, front to back, it is not rolling the ship exposed; but as soon as the top tips out of the deck level; he gets from every rolling motion influenced either by the normal rolling of the ship as a result of the waves or from lying on your side or the one-sided increase in buoyancy originates in both ships and aircraft during a Greed, d. H. .a turn around the azimuth axis, brought about by the centrifugal effect will. Therefore, if tilting of the rotor axis is allowed, it is necessary that Influence of this inclination or this rolling movements on the top into consideration to pull.

Sind die drei Winkelgeschwindigkeiten des Fahrzeuges beim Gieren, Rollen und Stampfen y, r und p und liegt die Rotorachse des Kreisels für gewöhnlich in der Deckebene von vorn nach hinten, indem sie während eines Gierens des Schiffes um einen Winkel # kippt, so ist das vom Kippen erzeugte Drehmoment der Feder nicht gleich 12 y, wie allgemein angenommen wird, auch nicht einmal i I ,Q y cos @, sondern es wird gegeben durch die Gleichung L - I 2 y cos @ + 12y sin 2, worin r die augenblickliche Winkelgeschwindigkeit des Schiffes um eine von vorn nach hinten gehende Linie ist. Diese Winkelgeschwindigkeit rührt entweder von der Schieflegung infolge Fliehwirkung oder vom gewöhnlichen Rollen des Schiffes oder aus beiden Ursachen her. Nun ist ein etwaiger Fehler, der vom Faktor cos @ im ersten Ausdruck herrührt, im allgemeinen klein; hingegen kann, da die Geschwindigkeit- des Rollens sehr groß sein kann, der Fehler, der vom zweiten Ausdruck 12 r sin # herrührt, ausreichen, um die Ablesung des Instrumentes als Maß der Winkelgeschwindigkeit y vollkommen ungenau zu machen.If the three angular velocities of the vehicle during yaw, roll and pitch are y, r and p and the rotor axis of the gyro is usually in the deck plane from front to back, tilting by an angle # during yawing of the ship, then that is from Tilting generated torque of the spring is not equal to 1 2 y, as is generally assumed, not even i I , Q y cos @, but it is given by the equation L - I 2 y cos @ + 12y sin 2, where r is the instantaneous Is the angular velocity of the ship around a front-to-back line. This angular velocity is due either to skewing due to the centrifugal effect or to the normal rolling of the ship, or from both causes. Any error resulting from the factor cos @ in the first expression is generally small; on the other hand, since the speed of rolling can be very high, the error resulting from the second expression 12 r sin # can be sufficient to make the reading of the instrument as a measure of the angular velocity y completely inaccurate.

Es leuchtet ein, daß die sämtlichen vorerwähnten Fehlerquellen durch das Kippen des Kreisels aus seiner Grundstellung heraus einführt werden. Kann das Kippen verhindert werden, so wird das Drehmoment L .der Feder genau gleich 12y, und dies ist gerade das, was gefordert wird.It is clear that all of the above-mentioned sources of error through the tilting of the top can be introduced from its basic position. Can the Tilting are prevented, the torque L. Of the spring is exactly equal to 12y, and this is just what is required.

Daher wird mit der vorliegenden Erfindung angestrebt, das Kippen des Kreisels zu vermeiden. Da nun das Federdrehmoment bei älteren Instrumenten :gerade. nur durch das Kippen hervorgebracht worden ist, so ergibt sich die Notwendigkeit, irgendein anderes Hilfsmittel ausfindig zu machen, um das erforderliche Drehmoment auf den Kreisel auszuüben; dieses Hilfsmittel muß auf die Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges ansprechen, so daß es nur dann in Tätigkeit tritt, wenn das Fahrzeug eine Wendung ausführt.Therefore, it is sought with the present invention, the tilting of the Avoid gyro. Since the spring torque for older instruments: straight. has only been brought about by tilting, then the necessity arises some other means to find the torque required exercise on the top; this tool must be based on the angular velocity of the vehicle so that it only comes into action when the vehicle makes a turn.

Zu diesem Zweck wird beim Erfindungsgegenstande ein Kreisel verwendet, der in der bisherigen Weise auf einer Zapfenachse gelagert ist, die zur Rotorachse und zur Achse der Winkelgeschwindigkeit - des. Fahrzeuges rechtwinklig liegt; aber statt dem Kreisel zu gestatten, um seine Zapfen um einen veränderlichen Winkel zu kippen, werden Anschlage vorgesehen, um die Freiheit des Kreisels um seine Zapfenachse auf eine sehr kleine Bewegung zu begrenzen, die gerade nur dazu ausreicht, um einen Schalter zu schließen oder ein Relais zu betätigen. Zweckmäßig werden die Bestandteile des Schalters in die Anschläge eingefügt, und dies ist die Ausführungsform, die auf den beigefügten Zeichnungen erläutert ist. Wenn das Fahrzeug seine Wendung beginnt, so versucht der Kreisel, wie bei der- alten Gattung, um seine Zapfen zu kippen; aber er gelangt dabei unverzüglich gegen einen der Anschläge und schließt den Schalter für eine äußere Kraftquelle, z. B. einen umsteuerbaren Gleichstrommotor, der gemäß ' der Erfindung so eingerichtet wird, daß er auf den Kreisel durch Vermittlung von Federn ein gesondertes Drehmoment ausübt, das dem von dem Kippen des Kreisels erzeugten Drehmoment entgegengesetzt ist. Dieses Federdrehmoment wächst, wenn der Motor läuft, rasch an, bis es groß genug wird, um den Druck des Kreisels auf den Anschlag aufzuheben; hierauf unterbricht der Kreisel den Kontakt mit dem Anschlag, und da nunmehr der Schalter wieder offen ist, kommt der Motor zum Stillstand. Daher sorgt der Motor, indem er den Schalter öffnet, nicht nur dafür, daß der Kreisel sich in seiner Grundstellung, d. h. mit der Rotorachse parallel zum Deck, befindet, sondern er überträgt auch auf die Federn das gesamte Drehmoment, das erforderlich ist, damit der Kreisel in seiner ungekippten Lage mit der nämlichen Geschwindigkeit seine Präzessionsbewegung ausführt, wie das Fahrzeug wendet. Demgemäß ist die Federspannung oder, noch bequemer, die Bewegung, die der Motor beim Spannen der Feder ausführt, ein genaues Maß der Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges um eine mit Bezug auf das Fahrzeug feste Achse.For this purpose, a gyro is used in the subject matter of the invention, which is mounted in the previous manner on a pin axis that is to the rotor axis and to the axis of the angular velocity - of the vehicle is at right angles; but instead of allowing the gyro to turn its tenons at a variable angle tilt, stops are provided to the freedom of the gyro about its pin axis to a very small movement that is just enough to make you To close a switch or to operate a relay. The components are expedient of the switch is inserted into the stops, and this is the embodiment that is explained on the accompanying drawings. When the vehicle begins to turn, so the top tries, as in the old species, to tilt its tenons; but he immediately hits one of the stops and closes the switch for an external power source, e.g. B. a reversible DC motor according to 'of the invention is set up so that it is on the gyro through the intermediary of Springs exert a separate torque similar to that generated by the tilting of the gyroscope Torque is opposite. This spring torque increases when the engine is running, quickly until it is large enough to release the pressure of the gyro on the stop; then the gyro interrupts contact with the stop, and now the Switch is open again, the motor comes to a standstill. Therefore the engine ensures by opening the switch, not just for the top to turn in its basic position, d. H. with the rotor axis parallel to the deck, but rather it also transmits to the springs all of the torque that is required to do so the top in its untilted position precession motion at the same speed executes how the vehicle turns. Accordingly, the spring tension or, more conveniently, the movement that the motor makes when the spring is tensioned, an exact measure of the Angular speed of the vehicle around an axis that is fixed with respect to the vehicle.

Diese als Kompensationsmethode zu bezeichnende Messung einer Größe, bei der also die der Meßgröße entsprechende Stellkraft nicht zur Auswirkung gelangt, sondern durch eine von einem Servomotor erzeugte gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Kraft kompensiert wird, ist an sich bekannt. Ihre Verwendung zur Messung des Kippmoments des Kreisels bei den bekannten Kreiselgeräten zur Messung der Winkelgeschwindigkeitbririgt aber die vorstehend angeführten Vorteile mit sich.This measurement of a quantity, known as a compensation method, in which the actuating force corresponding to the measured variable does not have an effect, but by one generated by a servo motor of the same size but opposite directional force is compensated is known per se. Your use for measurement the overturning moment of the gyro in the known gyroscopic devices for measuring the angular velocity but the advantages listed above with it.

Bei einer Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes wird der Kreisel in einem doppelringförmigen Kompaßrahmen angeordnet, der zwei zueinander rechtwinklige Zapfenachsen aufweist, und die Bewegung des Kreisels um jede der beiden Zapfenachsen wird durch Anschläge begrenzt, die ebenfalls als Schaltkontakte zum Steuern von Motoren dienen, die gesonderte Drehmomente um die beiden Zapfenachsen herstellen. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, einen einzigen Kreisel zu dem Zweck anzuwenden, um die Winkelgeschwindigkeiten des Fahrzeuges um zwei aufeinander rechtwinklige, mit Bezug auf das Fahrzeug feste und zu je einer der Zapfenachsen des Kreisels parallele Achsen anzuzeigen oder zu messen.In a further development of the subject matter of the invention, the top is arranged in a double ring-shaped compass frame, the two mutually perpendicular Has pin axes, and the movement of the gyro about each of the two pin axes is limited by stops, which also act as switching contacts for controlling Motors are used that produce separate torques around the two pin axes. In this embodiment it is possible to use a single gyro for the purpose of the angular speeds of the vehicle by two mutually perpendicular, fixed with respect to the vehicle and parallel to each of the pivot axes of the gyro View or measure axes.

In allen Fällen kann mit der Einrichtung zum Messen der Winkelgeschwindigkeit eine andere Einrichtung vereinigt sein, die integrierend wirkt, um den Winkelweg des Fahrzeuges dadurch zu messen, daß das Produkt der Winkelgeschwindigkeit mit dem Zeitelement integriert wird.In all cases, the device for measuring the angular velocity can be used another device to be combined, which has an integrating effect, to the angular path of the vehicle to measure that the product of the angular velocity with is integrated into the time element.

Die Zeichnung zeigt den Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen, und zwar Abb. i, 2 und 3 ein Kreiselgerät, welches als Richtungsanzeiger für Luftfahrzeuge dient, Abb. q., 5 und 6 eine Vorrichtung zum Messen der Winkelbewegungen in zwei rechtwinklig zueinander liegenden Ebenen, Abb.7 eine Vorrichtung zur selbsttätigen Ilberwachung der Steuerung von Schiffen oder Luftfahrzeugen.The drawing shows the subject matter of the invention in exemplary embodiments, namely Fig. i, 2 and 3 a gyroscope, which as a direction indicator for aircraft serves, Fig. q., 5 and 6 a device for measuring the angular movements in two planes at right angles to each other, Fig.7 a device for automatic Monitoring the control of ships or aircraft.

In Abb. i enthält das Gehäuse i einen Kreisel in seinem Gehäuse 2, welcher mittels Zapfen 3 und q. auf Lagerständern a und b ruht, die in dem Gehäuse i fest angeordnet sind. Der Zapfen ¢ trägt eine auf ihm fest verkeilte Kurbel 5. ' Ein. Sektor 6 ist als Zwischenglied drehbar auf einer zylindrischen Nabe 7 angebracht, die koaxial zum Zapfen-. vom Lager b aus verläuft. Zwei Federn 8 und 9 (Abb. 2) verbinden den Sektor 6 mit der Kurbel 5. Das eine Ende jeder Feder ist mit einem Zapfen i o der Kurbel 5, das andere Ende mit zwei Zapfen i i und i 2 des Sektors 6 verbunden. Durch einen Motor 13 kann der Sektor 5 unter Vermittlung vön Zahnrädern 14, 15, 16 und seines Zahnkranzes 17 um den Zapfen ¢ gedreht werden. Die Welle 18 der Zahnräder 15 und 16 tritt durch das Gehäuse r hindurch und trägt ein durch ein Fenster 2o sichtbares Zifferblatt i9, gegenüber dem ein fester Zeiger 2 i zur Ablesung dient. Die Welle 22 des Motors 13 ist an einem Ende mit einer schrittweise arbeitenden Fernübertragungsvorrichtung 23, am anderen Ende mit einer Scheibe 24 versehen. Ein zylindrisches Gehäuse 25 umgibt diese Scheibe 24 rings herum außer in der Mitte, und zwar mit einem geringen freien Raum. Dieser Raum ist mit einer zähen Flüssigkeit angefüllt. Das Gehäuse 25 wird, wie in Abb.3 dargestellt, in bezug auf das Gehäuse i durch zwei Federn 26 und 27 verstellt und trägt ferner zwei elektrische Kontakte 28 und 29, zwischen denen sich ein Kontakt 31 hin und her bewegen kann, der an seiner an dem Zapfen 3 befestigten Kurbel 30 angeordnet ist. Diese Kontakte sind elektrisch mit dem Motor 13 in der Weise verbunden, daß, wenn der Kontakt 31 den Kontakt 28 berührt, der Motor in der einen Richtung und, wenn der Kontakt 31 den Kontakt #,9 berührt, der Motor in der entgegengesietzten Richtung in bekannter Weise angelassen wird. Die Drehrichtungen sind so bestimmt, daß die Drehung des Motors 13 die eine oder die andere der Federn 8 und 9 spannt oder- -lockert, wobei die Kurbel 5 in derjenigen Richtung mitgenommen wird, welche den dem Motor Strom zuführenden Kontakt unterbricht. Die Viskositätskräfte, welche auf die Bremstrommel 25 ausgeübt und durch Drehung der Scheibe 24 hervorgerufen werden, liegen ebenfalls: in der Richtung, die den Kontakt durch Spannen der Federn 26 oder 27 unterbricht, so daß der Kontakt früher unterbrochen wird, als es der Fall sein würde, wenn die Trommel 25 fest angeordnet wäre. Diese Viskositätskrläfte verhindern das Durchgehen des Motors, welches sonst eintreten würde.In Fig. I, the housing i contains a gyro in its housing 2, which by means of pins 3 and q. rests on bearing stands a and b , which are fixedly arranged in the housing i. The pin ¢ carries a crank 5 firmly wedged on it. Sector 6 is rotatably mounted as an intermediate member on a cylindrical hub 7, which is coaxial with the pin. runs from camp b. Two springs 8 and 9 (Fig. 2) connect the sector 6 to the crank 5. One end of each spring is connected to a pin io of the crank 5, the other end to two pins ii and i 2 of the sector 6. By means of a motor 13, the sector 5 can be rotated about the pin ¢ through the intermediation of gears 14, 15, 16 and its ring gear 17. The shaft 18 of the gears 15 and 16 passes through the housing r and carries a dial i9 visible through a window 2o, opposite which a fixed pointer 2 i is used for reading. The shaft 22 of the motor 13 is provided at one end with a step-wise remote transmission device 23, at the other end with a disc 24. A cylindrical housing 25 surrounds this disc 24 all around, except in the middle, with a small amount of free space. This space is filled with a viscous liquid. The housing 25 is, as shown in Figure 3, adjusted with respect to the housing i by two springs 26 and 27 and also carries two electrical contacts 28 and 29, between which a contact 31 can move back and forth, the on his is arranged on the pin 3 attached crank 30 . These contacts are electrically connected to motor 13 in such a way that when contact 31 contacts contact 28 the motor in one direction and when contact 31 contacts contact #, 9 the motor in the opposite direction is started in a known manner. The directions of rotation are determined so that the rotation of the motor 13 tensions or loosens one or the other of the springs 8 and 9, the crank 5 being entrained in the direction which interrupts the contact supplying current to the motor. The viscous forces which are exerted on the brake drum 25 and caused by the rotation of the disc 24 are also: in the direction which interrupts the contact by tensioning the springs 26 or 27, so that the contact is interrupted earlier than the case would if the drum 25 were fixed. These viscous forces prevent the engine from running away, which would otherwise occur.

Wenn das Gehäuse i auf einem Flugzeuge befestigt wird, und zwar so, daß die Zapfenachse ,;-4. und die Drehachse des -Kreisels parallel zum Deck des Flugzeuges liegen, dient das Instrument als Richtungsanzeiger. Wie aus Abb. i hervorgeht, ist die Zapfenachse 3-4 von vorn nach hinten verlegt, so daß sich das Zifferblatt i 9 vor dem Führer befindet.If the housing i is attached to an aircraft, in this way, that the pin axis,; - 4. and the axis of rotation of the gyro parallel on the deck of the aircraft, the instrument serves as a direction indicator. As Fig. i shows that the pin axis 3-4 is moved from the front to the back, see above that the dial i 9 is in front of the leader.

Wenn das Flugzeug schwankt, schwenkt der Kreisel um die Achse 3-4 vor und schließt den Stromkreis zwischen dem Kontakt 31 und dem Kontakt 28 oder 29. Der Motor 13 beginnt sofort zu laufen und übt auf den Zapfen 4 ein Drehmoment aus, welches zur Unterbrechung des Kontaktes ausreicht. Dieses Drehmoment muß proportional der Winkelgeschwindigkeit der Schwankung sein und wird auf dem Zifferblatt i9 angezeigt. Das Drehmoment kann durch die Fernübertragungsvorrichtung 23 auf ein geeignetes Steuerzentrum übertragen werden.When the aircraft sways, the gyro pivots around the axis 3-4 and closes the circuit between the contact 31 and the contact 28 or 29. The motor 13 starts running immediately and exerts a torque on the pin 4, which causes the interruption of contact is sufficient. This torque must be proportional to the angular velocity of the fluctuation and is displayed on the dial i9. The torque can be transmitted through the remote transmission device 23 to a suitable control center.

Abb.4 zeigt eine Anordnung, bei der ein einziger Kreisel 2 in rechtwinklig zueinander liegenden Ebenen auftretende WinkelbewE-gungen, z. B. das Schwanken und Rollen eines Flugzeiges, mißt.Fig.4 shows an arrangement in which a single gyro 2 at right angles angular movements occurring in relation to each other, e.g. B. the swaying and Rolling a plane, measures.

Das Gehäuse i enthält den Kreisel 2, der mittels senkrechter Zapfen 35 und 36 in einem kardanischen Ring 37 angeordnet ist, welcher mittels Zapfen 3 und 4. auf Lagerständern a und b ruht, die in dem Gehäuse i fest angeordnet sind. Der Zapfen 4 trägt die Kurbel 5. Die Verbindung zwischen dieser Kurbel und dem Motor 13 durch Federn ist die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. i. Der Zapfen 3 trägt eine Kurbel 30', mit welcher der Kontakt _3i' (Abb. 6) vereinigt ist, welcher mit dem einen oder anderen der festen Kontakte 28' oder 29' in Berührung gelangt. Diese Kontakte sind anders angeordnet als in Abb. i, indem sie an dem Gehäuse i befestigt und nicht an dem Viskositätselement angebracht sind. Die Trommel 25' der Viskositätsbremse wird, um eine Umkehrung der Drehrichtung zu erhalten, durch den Motor i ; mittels Zahnrädern 38 und 39 angetrieben. Die Bremsscheibe 24' ist durch eine Kurbel 40 und eine Feder 41 mit der Kurbel 30' verbunden. Die auf die Bremsscheibe 24' ausgeübten Viskositätskräfte tragen zur Unterbrechung der Motorkontakte bei, da sie auf die Kurbel 30' übertragen. werden und die auf die Kurbel 5 ausgeübten Kräfte vergrößern.The housing i contains the gyro 2, which is arranged by means of vertical pins 35 and 36 in a cardanic ring 37 which rests by means of pins 3 and 4 on bearing stands a and b which are fixedly arranged in the housing i. The pin 4 carries the crank 5. The connection between this crank and the motor 13 by springs is the same as in the embodiment of Fig. I. The pin 3 carries a crank 30 'with which the contact _3i' (Fig. 6) is united, which comes into contact with one or the other of the fixed contacts 28 'or 29'. These contacts are arranged differently than in Fig. I in that they are attached to the housing i and not attached to the viscous element. The drum 25 'of the viscous brake is, in order to obtain a reversal of the direction of rotation, by the motor i; driven by means of gears 38 and 39. The brake disc 24 'is connected to the crank 30' by a crank 40 and a spring 41. The viscous forces exerted on the brake disc 24 'contribute to the interruption of the motor contacts as they are transmitted to the crank 30'. and increase the forces exerted on the crank 5.

Das Kreiselgehäuse 2 trägt ferner einen zweiten Satz kardanischer Ringe, bestehend aus einem wagerechten Ring 45, der auf Zapfen 46 und 47 (Abb.4) des Kreiselgehäuses 2 ruht, und einem senkrechten Ring oder halben Ring 48 (Abb. 5), welcher auf Zapfen 49 und 50 des Gehäuses -i lagert und mit dem Ring 45 durch einen Zapfen 5 i in Verbindung steht. Der Zapfen ,49 trägt eine Kurbel 55 (Abb.4), die durch Federn mit einem Sektor 56 verbunden ist. Dieser ruht drehbar auf einem Zapfen 76 des Gehäuses i und wird vom Motor 53 aus mittels des Getriebes 54, 57, 58 in ähnlicher Weise wie der Sektor 6 des Ausführungsbeispieles der Abb. i angetrieben. Die Viskositä-tsbremstromme159 erhält ihren Antrieb mittels des Kegelräderpaares 6o vom Motor 53. Die Bremsscheibe 61 ist durch eine Kurbel 62 und eine Feder 63 mit dem verlängerten Ende der Kurbel 5 5 verbunden.The gyro housing 2 also carries a second set of cardanic rings, consisting of a horizontal ring 45, which rests on pins 46 and 47 (Fig. 4) of the gyro housing 2, and a vertical ring or half ring 48 (Fig. 5), which rests on Pins 49 and 50 of the housing -i are supported and are connected to the ring 45 by a pin 5i. The pin 49 carries a crank 55 (Fig. 4) which is connected to a sector 56 by springs. This rests rotatably on a pin 76 of the housing i and is driven by the motor 53 by means of the gear 54, 57, 58 in a manner similar to the sector 6 of the exemplary embodiment in FIG. The viscosity brake current 159 receives its drive by means of the bevel gear pair 6o from the motor 53. The brake disk 61 is connected to the extended end of the crank 55 by a crank 62 and a spring 63.

Der an dem Kreiselgehäuse 2 befestigte Zapfen 64 (Abb. 5) trägt einen Kontakt 65, welcher zwischen zwei Kontakten 66 und 67 pendelt; letztere sind an einem Träger 68 angeordnet, der fest mit dem Gehäuse i in Verbindung steht.The pin 64 attached to the gyro housing 2 (Fig. 5) carries one Contact 65, which oscillates between two contacts 66 and 67; the latter are on a carrier 68 is arranged, which is fixedly connected to the housing i.

Die Kontakte 65, 66 und 67 führen dem Motor 13' (Abb. 4) und die Kontakte 28', 29' und 3 i' dem Motor 63 Strom zu. Die Bewegung des Motors 53 kann durch eine übertragungsvorrichtung 52 fortgeleitet werden und wird durch den Zeiger 69 des Zifferblattes 62 angezeigt, welches durch die Kegelräder Goa und Eid in Drehung versetzt wird.The contacts 65, 66 and 67 supply the motor 13 ' (Fig. 4) and the contacts 28', 29 'and 3 i' the motor 63 with current. The movement of the motor 53 can be transmitted by a transmission device 52 and is indicated by the pointer 69 of the dial 62, which is set in rotation by the bevel gears Goa and Eid.

Es sei angenommen, daß sich das Gehäuse i in seiner Ruhelage befindet und alle Kontakte unterbrochen sind, so daß die Motoren 13 und 53 stillstehen. Nun möge sich das Gehäuse i um eine senkrechte Achse bewegen, d. h. schwanken, so kommt der Kontakt 3 i' mit einem oder dem anderen der Kontakte 28' oder 29' in Berührung. Der Motor 13' wird angelassen und übt auf den Zapfen 4 ein Drehmoment aus, welches durch den kardani.schen Ring 37 auf das Kreiselgehäuse übertragen wird, so daß der Kreisel der Bewegung des Gehäuses i folgt und der Kontakt unterbrochen wird.It is assumed that the housing i is in its rest position and all contacts are interrupted, so that the motors 13 and 53 stand still. so let the housing i move about a vertical axis, i. H. sway, so come the contact 3 i 'with one or the other of the contacts 28' or 29 'in contact. The engine 13 'is started and exerts a torque on the journal 4, which is transmitted through the kardani.schen ring 37 to the gyro housing, so that the Gyro follows the movement of the housing i and the contact is broken.

Wenn das Gehäuse i andererseits um die Achse 3-4 eine Rollbewegung ausführt, wird der Kontakt zwischen den Punkten 65 und 66 oder 67 ,geschlossen und der Motor 53 angelassen; hierbei wird auf denn Kreisel ein Drehmoment um die Zapfen 49, 5o ausgeübt, welches mittels der kardanischen Ringe 48 und 45 auf das Kreiselgehäuse übertragen wird. Der Kreisel ist also gezwungen, eine solche Präzessionsbeweggung auszuführen, daß er dem Gehäuse i folgt.On the other hand, when the housing i rolls around the axis 3-4 executes, the contact between points 65 and 66 or 67, is closed and the engine 53 started; this creates a torque on the gyro around the pin 49, 5o exercised, which by means of the cardanic rings 48 and 45 on the gyro housing is transmitted. So the top is forced to make such a precession movement execute that it follows the housing i.

In Abb.7 ist eine Anordnung getroffen, welche. vorzugsweise als Steueranzeiger oder als Vorrichtung zur selbsttätigen Überwachung der Steuerung dient. Das Kreiselgehäuse 2 liegt wie in Abb. i mittels Zapfen 3 und 4 auf Lagerständern a und b des Gehäuses i. Die Drehmomente werden auf den Zapfen 4 mittels zweier in einem Gehäuse 62' angeordneter Uhrfedern 6o' und 61' übertragen. Das Gehäuse 62' ist durch eine Welle 65' mit den Bremsscheiben 6,1''verbunden, die in einer Bremstrommel 63' liegen. Die Bremstrommel 63' wird mittels der Zahnräder 14 und 66' vom Motor 13 angetrieben. Der Motor 13 treibt durch Stirnräder 67', 68' und 69, 4.o ein Zifferblatt 74 und die Bremsscheiben 6¢' treiben durch eine Welle 72 ein Zifferblatt 73. Ein Zeiger 7.1 dient für beide Zifferblätter. Der Zapfen 3 trägt eine Kurbel 30, die in gleicher Weise wie in Abb. 6 zwecks Steuerung des Motors 13 die Verbindung mit dem einen oder anderen zweier in dem Gehäuse i befestigter Kontakte 28 und 29 herstellt.In Fig.7 an arrangement is made, which. preferably used as a control indicator or as a device for automatic monitoring of the control. The gyro housing 2 lies as in Fig. I by means of pins 3 and 4 on bearing stands a and b of the housing i. The torques are transmitted to the pin 4 by means of two clock springs 6o 'and 61' arranged in a housing 62 '. The housing 62 ' is connected by a shaft 65' to the brake disks 6, 1 ", which are located in a brake drum 63 '. The brake drum 63 'is driven by the motor 13 by means of the gears 14 and 66'. The motor 13 drives a dial 74 through spur gears 67 ', 68' and 69, 4.o, and the brake disks 6 'drive a dial 73 through a shaft 72. A pointer 7.1 is used for both dials. The pin 3 carries a crank 30 which, in the same way as in FIG. 6, establishes the connection with one or the other of two contacts 28 and 29 fixed in the housing i for the purpose of controlling the motor 13.

Wenn der Motor 13 angelassen wird, treibt er die Bremstrommel 63' und erhöht ihre Geschwindigkeit; gleichzeitig werden die Federn 6o' und 61' durch die Kräfte gespannt, die durch Viskosität von den Bremsscheiben 62 auf das Gehäuse 62' übertragen werden, bis die so auf den Zapfen ¢ übertragene Viskositätskraft ausreicht, um den Kontakt zu unterbrechen. Das Drehmoment der Federn, welches das Maß des Schlingerns mißt, wird auf dem Zifferblatt 73 mittels des Zeigers 74. angezeigt. Die Drehung der Motorwelle ümfaßt nicht nur die infolge der Federbewegung stattfindende Drehung der Bremsscheiben 6;1', sondern auch die Drehung der Bremstrommel 63 in bezog auf die Bremsscheibe 6q.', welche proportional dem Zeitintegral der Viskositätskräfte, d. h. proportional dem Winkel der Schlingerbewegung ist. Daher setzt sich die Drehung des Zifferblattes 71 aus zwei Komponenten, der einen proportional der Schlingergeschwindigkeit, der anderen proportional dem Schlingerwinkel, zusammen. Dies ergibt den besten Anzeiger für die Steuerung, da der Steuermann seine Steuervorrichtung so verschieben kann, daß er der Beweggong dieses Zifferblattes durch Verfolgen der Anzeigevorrichtung folgen kann.When the engine 13 is started, it drives the brake drum 63 'and increases its speed; At the same time, the springs 6o 'and 61' are tensioned by the forces which are transmitted by viscosity from the brake disks 62 to the housing 62 ' until the viscosity force thus transmitted to the pin is sufficient to break the contact. The torque of the springs, which measures the amount of swaying, is indicated on the dial 73 by means of the pointer 74. The rotation of the motor shaft includes not only the rotation of the brake disks 6; 1 'as a result of the spring movement, but also the rotation of the brake drum 63 in relation to the brake disk 6q.', Which is proportional to the time integral of the viscosity forces, i.e. proportional to the angle of the rolling movement . The rotation of the dial 71 is therefore composed of two components, one proportional to the roll speed and the other proportional to the roll angle. This results in the best indicator for steering, since the helmsman can move his control device so that he can follow the movement gong of this dial by following the display device.

Die Bewegung des Motors 13 kann durch eine Übertragungsvorrichtung 75 zum selbsttätigen Steuern des Ruders auf einen Servomotor übertragen werden.The movement of the motor 13 can be through a transmission device 75 can be transferred to a servomotor for automatic control of the rudder.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for displaying and measuring the angular velocity of vehicles with a gyro, the one fixed with respect to the vehicle, for The axis of the angular movement has a vertical tilting axis and its tilting movement is elastic, z. B. by springs, is limited, characterized in that the springs on one Attack part (6) of one at the beginning of the tilting movement of the gyroscope to his stationary axis (4th) switched on servomotor each in one of the direction of the Tilting the opposite direction is adjusted until the torque of the The spring equals the torque of the gyroscope. around its nipple axis. z. contraption according to claim 1, - characterized in that the top is in a double ring (a, 37) is mounted with two pivot axles (3-q., 35-36) at right angles to each other and each of these pin axes switching elements and one generating an external torque Device (13, 53) are assigned so that they each belong to a pin axis Switching elements that are assigned to the other pin axis and produce the torque Control device so that the angular velocities of the body -by two Axes can be measured individually.