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Gyrostropisches Richtinstrument Die Erfindung betrifft ein gyrostropisches
Richtinstrument, insbesondere für Schiffe.
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Die bisher bekannten gyrostropischen, den Nordpol suchenden Kompasse
(Meridiankreisel) sind einer nicht berichtigten Fehlerquelle unterworfen, die dem
Instrument selbst anhaftet, und die die Form einer kleinen Abweichung nach jeder
Seite des Nordpols annimmt. In ähnlicher Weise bestehen bei der astatischen (richtkraftfreien)
Type der gyrostropischen Richtinstrumente, das ist bei derjenigen Type, die kein
Bestreben hat, den. Nordpol aufzusuchen, aber jede anfängliche azimutale Richtung,
in welcher sie eingestellt werden können, ähnliche unberichtigte Fehler.
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Keine Instrumententype, weder die den Nordpol suchende, noch die astatische,
verschafft dein Schiff oder dem Fahrzeug, auf welchem das Instrument angeordnet
ist, eine unveränderliche Linie, die in bezug auf die Erdoberfläche feststeht und
infolgedessen in manchen Fällen, wie beim Schießen o. dgl.. wo ein besonders hoher
Grad von Genauigkeit im Azimut erforderlich ist, von Bedeutung sein kann. Derartige
Instrumente entsprechen bei ihrer heutigen Bauweise nicht den Anforderungen und
besitzen keine Vorrichtung für die Berichtigung mit Ausnahme jener für die Prüfung
des Standes der Sonne, der Sterne usw.
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Bei einem gyrostropischen Richtinstrument, das in bekannter Weise
aus zwei Arten von unabhängig voneinander wirksamen gyrostropischen Kompassen mit
Fehlerkonstanten verschiedener Art besteht, werden erfindungsgemäß diese Schwierigkeiten
dadurch beseitigt, daß die Einstellungen der beiden verschiedenen Kompaßsysteme
auf einer gemeinsamen Anzeigevorrichtung gleichzeitig aufgezeigt und registriert
werden. Der eine der Kompasse ist ein Meridiankreisel, der andere ein astatischer,
bezüglich der Schwerkraft richtkraftfreier Kreisel, deren Gestelle starr miteinander
verbunden sind, so daß die Schlingerlinie eines jeden Kompasses zu derjenigen des
anderen unter einem bestimmten Winkel fest ausgerichtet ist. Die Anzeigevorrichtungen
beider Kompasse sind so miteinander gekuppelt, daß sie eine einzige Aufzeichnung
ergeben, wobei jeder der beiden Kompasse auf eine Differentialvorrichtung einwirkt,
die sich nach Maßgabe des Unterschiedes der Bewegungen der beiden Instrumente verschiebt.
Ferner ist eine Vorrichtung zur Vornahme einer Azimutberichtigung des astatischen
gyrostropischen Kompasses vorgesehen, die die Schlingerlinie mit einer
der
festgestellten Wandergeschwindigkeit des astatischen Gyroskops entsprechenden Winkelgeschwindigkeit
dreht, wobei die Azimutberichtigung auf elektromagnetischem Wege erfolgen kann.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform
dargestellt. Es zeigt Abb. i eine allgemeine Anordnung, in welcher der Unterschied
der Bewegungen im Azimut eines Kreiselkompasses und eines asiatischen Kreisels auf
einer Karte aufgezeichnet wird.
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Abb. 2 zeigt eine Ansicht einer normalen, auf diesem Wege erhaltenen
Aufzeichnung und Abb. 3 eine Ansicht einer Aufzeichnung, in welcher die Bewegungen
des astatischen Kreiselkompasses berichtigt worden sind.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß der Abb. i betätigt ein
Kreiselkompaß (Meridian- oder Kompaßkreisel) A mittels einer geeigneten Repetiervorrichtung,
die in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, einen Motor a, der eine mit Schraubengewinde
versehene Spindel b1 treibt. In ähnlicher Weise treibt ein astatischer Kreisel B
einen zweiten Motor b vermittels einer geeigneten Repetiervorrichtung, die gleichfalls
in den Zeichnungen nicht dargestellt ist. Dieser Motor dreht die mit Schraubengewinde
versehene Spindel c. Ein vom Gestell e getragenes Rad d, das längs der Spindeln
b1 und c verschiebbar ist, ist so angeordnet, daß es mit beiden Spindeln kämmt.
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Die beiden Kreiselinstrumente A und B sind auf dem Schiff oder einem
anderen Fahrzeug, das sie trägt, durch ihre Gestelle fest miteinander verbunden,
und die Schlingerachsen der Kardanaufhängungen sind in gleicher Richtung oder in
einem gegebenen Winkel eingestellt.
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Die ganze Anordnung ist in bezug auf Drehungsrichtungen so getroffen,
daß, wenn die Kreisel der Instrumente Al und B von derselben Anfangsstellung
aus mit derselben Geschwindigkeit betrieben werden, das Bestreben der einen Spindel
b1, das Rad d in einer Richtung zu bewegen, durch die Bewegung der anderen Spindel
ausgeglichen wird. Mit anderen Worten: der Mechanismus übt eine Differentialwirkung
auf das Rad d aus, so daß demselben der Unterschied der azimutalen Bewegungen der
beiden Kreisel mitgeteilt wird.
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Ein Schreibstift f ist in geeigneter Weise an dem Rahmen e befestigt
und zeichnet diesen Bewegungsunterschied auf eine von der sich drehenden Trommel
h getragene Karte auf.
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Da die Beschaffenheit der Fehler bei den beiden in Rede stehenden
Kreiselinstrumenten, wie vorher erklärt wurde, in der Weise abweicht, daß der Fehler
des Meridian- oder Kompaßkreisels um eine Mittellage schwingt, während derjenige
des astatischen Kreisels in einer gegebenen Richtung kontinuierlich anwächst, so-
wird die Aufzeichnung in der Regel entsprechend Abb. 2 aus einer wellenförmigen
Linie s bestehen, deren allgemeine Richtung zu einer Grundlinie la geneigt ist,
die der wahren Nord-Süd-Richtung entspricht und parallel .zur Bewegungsrichtung
des Papiers ist, auf welchem die Aufzeichnung gemacht wird. Wenn man, eine solche
wellenförmige Linie erzielt hat, ist es leicht, mit Hilfe eines Lineals eine gerade
Linie L einzufügen, die eine mittlere Lage hat, und die die Bewegungsgeschwindigkeit
der azimutalen Abweichung des astatischen Kreisels gibt, während die Wellen auf
jeder Seite dieser Linie die Abweichung des Meridian- oder Kompaßkreisels von der
genauen Nordrichtung in jedem Augenblick zeigen.
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Nachdem man durch solche Vorrichtungen die Geschwindigkeit des Wanderns
der Abweichung des astatischen Instrumentes ermittelt hat, kann eine Verbesserung
durch eine geeignete Vorrichtung eingeführt werden.
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So wird bei einer Ausführungsform, die selbsttätig arbeitet, die Karte
für die Aufzeichnungen des astatischen Instrumentes wie gewöhnlich von dem Kreiselinstrument
getragen, während die Schlingerachse der Kardanaufhängung mit Hilfe eines Uhrwerkes
oder einer anderen einstellbaren Vorrichtung mit einer Winkelgeschwindigkeit gedreht
werden kann, die gleich ist der Geschwindigkeit des Wanderns der erwähnten Abweichung.
Bei einer solchen Anordnung werden die Kontakte, Daumen und anderen Bestandteile
des Repetiersystems von dem nachgedrehten Ring getragen, so daß Abweichungen des
asiatischen Instrumentes nicht auf die Repetiervorrichtungen übertragen werden.
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Oder es wird die Verschiebung des Rades d aus seiner Mittellage benutzt,
um eine geeignete Vorrichtung zu betätigen, die ein Drehmoment in bezug auf die
horizontale Präzessionsachse des astatischen Kreisels erzeugt *und so die notwendige
Präzession im Azimut erzeugt, um seine Wanderung zu berichtigen.
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Die selbsttätige Vorrichtung, durch welche dieses berichtigende Drehmoment
erzeugt wird, kann verschiedene Formen haben. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist
ein Magnet in oder es sind einige Magnete auf dein Ende der mit dem Kreiselgehäuse
fest verbundenen Schneide angeordnet, die von dem vertikalen Ring n des Instrumentes
getragen wird. Neben dem Magnet oder auf jeder
Seite derselben ist
ein Paar von Wicklungen o, o auf dem vertikalen Ring 7a der Kreiselaufhängung angeordnet.
Diese beiden Wicklungen sind, wie dargestellt, mit einem Draht r von hohem Widerstand
verbunden, längs dessen ein Kontakt r', der von einem geeigneten Teil des Rahmens
e getragen wird, sich bewegt. Die ganze Anordnung bildet auf diese Weise eine Art
Potentiometer, mittels dessen dem astatischen Kreisel eine leichte Schrägstellung
erteilt wird, so daß dieser eine Präzessionsbewegung erhält, die der erwähnten Abweichung
entgegenwirkt.
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Eine typische Form einer solchen Aufzeichnung ist in Abb. 3 dargestellt,
in welcher die Wellen s um eine Mittellinie t angeordnet sind, die parallel zur
Bewegungsrichtung der Karte verläuft.
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In manchen Fällen kann die Berichtigung am astatischen Instrument
von Hand anstatt selbsttätig angebracht werden.
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Dank der vorliegenden Erfindung können die abweichenden Bewegungen
eines jeden der beiden Kreiselinstrumente mittels des anderen Instrumentes beobachtet
und überwacht werden.