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Neigungsanzeiger oder Einrichtung zum Bestimmen der Lotrechten auf
Fahrzeugen Bei den zum Ermitteln der Schwerkraftsrichtung auf Fahrzeugen bekannten
Pendeln (Flüssigkeitspendel, Kreiselpendel o. dgl.) machte es bisher erhebliche
Schwierigkeiten, die Wirkung der bei Kursänderungen und Änderungen der Fahrtgeschwindigkeit
auftretenden Zentrifugalkräfte an dem Pendel auszugleichen. Die hierfür bekannten
Korrektureinrichtungen wirken in der Regel derart, daß die Richtkräfte erst bei
Abweichungen des Pendels aus der Lotlinie ausgelöst werden, beispielsweise durch
mit dem Pendel oder Kreisel verbundene Libellen. Ein genaues Einhalten der Lotlinie
ist bei diesen Einrichtungen nicht möglich, weil Abweichungen aus der Lotrichtung
die Voraussetzung für das Ansprechen der Korrektureinrichtung sind.
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Es sind jedoch auch Einrichtungen bekannt, bei denen zum Ausgleich
der Zentrifugalkräfte an einem Pendel verschiebbar oder drehbar gelagerte Massen
von außerhalb des Systems liegenden Teilen eingestellt werden, jedoch sind dabei
die für die Einstellung verwandten Steuergrößen schwer zu ermitteln, oder es werden
dabei nur die in der Fahrtrichtung wirksamen Beschleunigungskräfte ausgeglichen.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung bewirkt unter Vermeidung der erwähnten
Nachteile der bekannten Einrichtungen, daß sowohl die durch Fahrtgeschwindigkeitsänderungen
als auch die durch Kursänderungen hervorgerufenen Zentrifugalkräfte bei auf Land-,
Wasser- oder Luftfahrzeugen befindlichen Pendeln zum Ermitteln der Schwerkraftsrichtung
ausgeglichen werden können. Erfindungsgemäß stehen an sich bekannte Berichtigungsvorrichtungen,
z. B. mechanische, pneumatische, elektromagnetische oder andere Richtvorrichtungen,
mit einer Recheneinrichtung in Antriebsverbindung, die sowohl von einer Meßeinrichtung
für die Fahrtgeschwindigkeit als auch von einer Vorrichtung zum Messen von Richtungsänderungen,
z. B. einem Magnetkompaß, gesteuert wird. Damit werden erfindungsgemäß auf einfache
und sicher wirkende Weise stets den durch Änderungen der Fahrtgeschwindigkeit und
der Fahrtrichtung bedingten Zentrifugalkräften gleichwertige Kompensationskräfte
erzeugt und im entgegengesetzten Sinne derart auf das Pendel zur Einwirkung gebracht,
daß dieses dauernd die wahre Lotrichtung anzeigt.
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In der Zeichnung zeigt Abb. i eine beispielsweise Anordnung zum Regeln
eines Motors entsprechend dem Produkt aus der Fahrtgeschwindigkeit und der Winkelgeschwindigkeit,
mit der z. B. ein Schiff seine Fahrtrichtung ändert. In den Abb.2 bis 5 sind verschiedene
Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung dargestellt,
bei
welchen die die Richtkräfte auf das Pendel auslösenden Glieder beispielsweise durch
einen gemäß Abb. i gesteuerten Motor angetrieben werden.
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In Abb. i wird eine Multiplikationseinrichtung 36 von beliebiger bekannter
Bauart fortlaufend von dem Schwimmer 37 eines von dem durch ein Pitotrohr 38 abgenommenen
Fahrtdruck und dem statischen Druck des Seewassers beeinflußten Schwimmermessers
39 entsprechend derFahrtgeschwindigkeit des Schiffes eingestellt. In diese Multiplikationseinrichtung
36 wird ferner über eine Welle 4o die Winkelgeschwindigkeit, mit der das Schiff
seinen. Kurs ändert, eingeleitet, indem mittels einer Handkurbel 41 ein mit einem
Schneckenrad 42 verbundener, an sich bekannter Gegenzeiger 43 fortlaufend *mit der
Kompaßnadel44 in Deckung gehalten und auf diese Weise der Anker des Generators 45
stets entsprechend den Änderungen der Fahrtrichtung verstellt wird. Die von dem
Generator 45 erzeugte Spannung entspricht dann der Winkelgeschwindigkeit der Kursänderung
des Schiffes. Diese wird von dem Voltmeterzeiger 46 angezeigt und durch ein- Nachlaufwerk
auf die Welle 40 übertragen, indem bei Kontaktgabe des Zeigers 46 mit den -Gegenkontakten
47 oder 48 der NachdrehmotOr 49 in der einen oder anderen Umlaufsrichtung eingeschaltet
wird und dabei gleichzeitig über Kegelräder 5o und 51 und eine Schnecke 52 die auf
dem Schneckenradsegment 53 befestigten Gegenkontakte 47 und 48 nachdreht. Das in
dem Multiplikationsgetriebe 36 ermittelte Produkt wird durch die Resultatwelle 54
und durch Kegelräder 55 auf den Schaltarm 56 einer im Ankerstromkreis des Motors
32 vorgesehenen Kontrollerschaltung 57 übertragen, so daß der umsteuerbare Motor
32 stets entsprechend dem Produkt As der Fahrtgeschwindigkeit und der Winkelgeschwindigkeit
des Fahrzeuges umläuft.
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Bei der in Abb. 2 dargestellten Anordnung ist in einer mit Flüssigkeit
:2 vollständig gefüllten Hohlkugel i aus Glas oder Metall ein Pendel 4 mit Spiegel
8 an einem Torsionsfaden 12 aufgehängt. Die bei Kurs- oder Geschwindigkeitsänderungen
auf das Pendel einwirkenden Zentrifugalkräfte werden dabei durch Tordierung des
Fadens i2 ausgeglichen, indem die Kegelräder 13 beispielsweise von dem in Abb. i
dargestellten Motor angetrieben werden.
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Bei der in Abb.3 dargestellten Ausführungsform treibt derselbe Motor
32 beispielsweise die Zentrifugalpumpe 15 an, die dann mittels der Rohre 16 und
17 in der Flüssigkeit 2 eine Strömung verursacht, durch welche auf die Dämpfungsfläche
14 des auf der Spitze 3 gelagerten Pendels. eine solche nach oben oder unten gerichtete
Kraft ausgeübt wird, daß dadurch die auf das Pendel einwirkenden Zentrifugalkräfte
jeweils augenblicklich aufgehoben werden.
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In Abb.4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung in ihren hauptsächlichen
Teilen angedeutet. Das Pendel 4. ist dabei senkrecht zur Zeichenebene gelagert gedacht.
Mit dem Pendel 4 ist ein astatisches Magnetsystem 18 verbunden. Außerdem sind Dämpfungsvorrichtungen
1g mit der Pendelachse verbunden. Die Korrektur der Stellung des Pendels 4, das
wiederum wie in den vorhergehenden Abbildungen in einer mit Flüssigkeit vollständig
gefüllten Hohlkugel angeordnet zu denken ist, wird mittels eines feststehenden Elektromagneten
2o bewirkt, dessen Erregerstrom in Abhängigkeit von dem Produkt aus Fahrtgeschwindigkeit
und Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeuges geregelt wird, indem beispielsweise der
in Abb. i dargestellte Kontaktarm 56 einen Regelwiderstand im Stromkreis dieses
Magneten verstellt. Dadurch wird der dem feststehenden Magneten benachbarte Pol
des mit der Achse des Lotes 4 verbundenen Magnetpaares angezogen oder abgestoßen
und damit die Achse des Pendels 4 entsprechend gedreht, so daß das Pendel wieder
die richtige Stellung einnimmt. Gegebenenfalls läßt sich auch die elektrische Wirkung
eines Stromes für die Korrektur benutzen. In diesem Falle wird z. B. mit der Pendelachse
ein geschlossener Metallkörper verbunden, in dem von einem vom Strom durchflossenen
Leiter aus durch Induktionswirkung ein Bewegungsmoment erzeugt wird.
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In Abb.5 ist schließlich angedeutet, in welcher Weise die neue Einrichtung
mit einem Kreiselkompaß bekannter Bauart verbunden werden kann. In dieser Abbildung
ist in bekannter Weise innerhalb einer Hohlkugel 23, die mit Flüssigkeit 24 gefüllt
ist, eine zweite Hohlkugel 25 so angeordnet, daß sie ständig in der dargestellten
Stellung schwimmt. Die Hohlkugel 25 enthält in bekannter Weise zwei Kreiseleinrichtungen
26, 27, deren Achsen ständig die Nordsüdrichtung angeben. Infolgedessen dreht sich
die Hohlkugel 2-5 ständig bei Kursänderungen des Fahrzeuges innerhalb der Kugel
23. Um bei dieser Einrichtung die neue Korrekturvorrichtung anzuwenden, kann
man beispielsweise innerhalb der Hohlkugel 25 einen Magneten 28 mit der Pendelachse
verbinden, der durch die Wirkung der feststehenden Magnete 29, 30 ständig
in ein und derselbenLage gehalten wird. Die Achse des Pendels und zugleich des Magneten
28 ist bei 31 angedeutet. Um nun die gewünschte Korrektur zur Kompensation des Einflusses
der Zentrifugalkräfte
zu erzielen, ist ein kleiner Motor 32 vorgesehen,
der zwei kleine Gewichte 33, 34 auf einer Spindel 35 verschieben kann. Die
Steuerung des Motors 32 ist in Abb. i dargestellt. Dadurch werden die Gewichte 33,
34 verschoben und somit der Magnet 28 und die Pendelachse entsprechend gedreht.
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In den Abbildungen sind lediglich die zum Ausgleich der durch Fahrtrichtungsänderungen
hervorgerufenen, in der Zeichenebene wirksamen Zentrifugalkräfte erforderlichen
Richtglieder dargestellt. Zum Ausgleich der durch Änderungen der Fahrtgeschwindigkeit
bedingten Zentrifugalkräfte, die in einer zu der Zeichenebene senkrechten Ebene
wirksam sind, müssen jeweils die gleichen, zu den gezeichneten Richtgliedern um
9o° versetzt angeordneten Richtglieder vorgesehen sein. Diese werden dann in gleicher
Weise, evtl. allein in Abhängigkeit von einer Meßeinrichtung für die Fahrtgeschwindigkeit,
gesteuert.