DE532901C

DE532901C - Device for maintaining or displaying the horizontal position of a body

Info

Publication number: DE532901C
Application number: DER72570D
Authority: DE
Original assignee: KARL RINGWALD
Current assignee: KARL RINGWALD
Priority date: 1927-10-20
Filing date: 1927-10-20
Publication date: 1931-09-08

Description

Vorrichtung zum Aufrechterhalten oder Anzeigen der Horizontallage eines Körpers Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten oder Anzeigen der Horizontallage eines Körpers, insbesondere für Luftfahrzeuge, bei der der Richtkörper mittels Flüssigkeitsstrahlen, die auf mit ihm verbunäene Schräg- oder Kurvenflächen treffen, in waagerechter Richtung erhalten wird.Device for maintaining or displaying the horizontal position of a body The invention relates to a device for maintaining or Display of the horizontal position of a body, especially for aircraft, in the the straightening body by means of liquid jets, which are directed at oblique or meet curved surfaces, is obtained in the horizontal direction.

Die Erfindung bezweckt, bei derartigen Stabilisierungseinrichtungen die wahre Vertikale zu bestimmen. Hierunter ist die Lotlinie verstanden, die für den Ort der Erde gilt, an dem der Körper sich befindet. Zu diesem Zwecke wird, wie dies z.B. bei Kreiselhorizonten bekannt ist, der Schwerpunkt des Systems unterhalb des Aulhängungspunktes angeordnet. Damit jedoch nun lediglich die Beschleunigungen inf#Ige der Schwerkraft eine Drehbewegung auf das System ausüben, nicht aber die sonstigen etwa auftretenden Beschleunigungsdrucke, ist gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß die Strahlen aus der waagerechten Sprungrichtung in die vertikale umgelenkt werden, und zwar entweder nur nach oben, wenn sie von der Drehungsachse nach außen springend angeordnet sind, oder nur nach unten, wenn sie von außen nach der Achse hin springend angeordnet sincL Der Erfindungsgegenstand ist in Abb. i, 2 und 3 in einer Ausführungsform mit nach innen springefiden und nach unten abgelenkten Strahlen, und zwar in einem Vertikalschnitt (Abb. i), in einem Horizontalschnitt (Abb. 2) und in einem Schaubild (Abb. 3) dargestellt.The aim of the invention is to determine the true vertical in such stabilization devices. This is understood to mean the plumb line that applies to the place on earth where the body is located. For this purpose, as is known, for example, with gyroscopic horizons, the center of gravity of the system is arranged below the suspension point. However, so that only the accelerations inf # Ige of gravity exert a rotary movement on the system, but not the other acceleration pressures that may occur, the arrangement according to the invention is such that the beams are deflected from the horizontal jump direction into the vertical one either upwardly when they are arranged jumping from the axis of rotation to the outside, or only downwards when they SINCL disposed toward jumping from the outside to the axis of the subject invention is shown in Fig. i, springefiden 2 and 3, in one embodiment with inwardly and downwardly deflected rays, namely in a vertical section (Fig. i), in a horizontal section (Fig. 2) and in a diagram (Fig. 3) .

In Abb. 4, 5 und 6 ist eine andere Ausführungsform mit nach außen springenden und nach oben abgelenkten Strahlen dargestellt, und zwar in einem Horizontalschnitt -in Abb. 4, in einem Vertikalschnitt in Abb. 5 und in einem Schaubild in Abb. 6. In Figs. 4, 5 and 6 another embodiment is shown with outward jumping and upwardly deflected beams, namely in a horizontal section in Fig. 4, in a vertical section in Fig. 5 and in a diagram in Fig. 6.

Die Wirkungsweise der Ausführungsforin nach Abb. 1, :2' und 3 ist folgende-.The mode of operation of the embodiment according to Fig. 1: 2 'and 3 is as follows.

Die Flüssigkeit strömt durch zwei Zuleitungen 1, 2 von der Pumpe her zu dem Kardanring3, welcher, wie auch ein innerer, mit dfm Träger des zu stabilisierenden Körpers starr verbundener Ring4, hohl ist und der Zuleitung dient, wobei die Überleitung der Flüssigkeit an den Lagerstellen erfolgt und durch Labyrintlie abgedeckt ist. Am inneren Ring 4 sitzen die Düsen _#, 6 usf., aus welchen die Flüssigkeit in Form freier Strahlen waagerecht hinausspringt. Diese Strahlen 7, 8 usf. treffen auf die Lenkflächen 9, io usf., durch welche die Strahlmassen nach unten umgelenkt werden, worauf sie in einen Auffangbehälter fallen und von hier zur Pumpe zurückströmen. Die Lenkflächen 9, io usf. sind an dem mit dem inneren: Ring verbundenen Traggestell für den zu stabilisierenden Körper ii befestigt. , An diesem Gestell ist auch ein Ausgleichsgewicht 12 einstellbar, z. B. verschraubbar, befestigt, durch dessen Höher- oder Tieferstellen der Schwerpunkt des Gesamtsysterns in e ' iner bei Kreiselstabilisatoren bekannten Welse verändert werden kann. Der- Schwerpunkt liegt unterhalb des Achsenschnittpunktes der Kardanlager. In Ruhelage nimmt daher der innere Ring 4 eine genau horizontale Lage ein. Läßt man dann die Flüssigkeit zuströmen und die Strahlen springen, so üben diese folgende Wirkungen aus-.The liquid flows through two feed lines 1, 2 from the pump to the cardan ring 3, which, like an inner ring 4 rigidly connected to the support of the body to be stabilized, is hollow and serves as the feed line, with the transfer of the liquid at the bearing points takes place and is covered by labyrinths. On the inner ring 4 are the nozzles _ #, 6 etc., from which the liquid jumps out horizontally in the form of free jets. These jets 7, 8 etc. impinge on the guide surfaces 9, io etc., through which the jet masses are deflected downwards, whereupon they fall into a collecting container and from here flow back to the pump. The steering surfaces 9, io etc. are attached to the supporting frame connected to the inner ring for the body ii to be stabilized. , In this frame, a counterweight 12 is adjustable such. B. screwed, attached, by raising or lowering the center of gravity of the overall system in e ' iner catfish known from gyro stabilizers can be changed. The focus is below the axis intersection of the cardan bearings. In the rest position, the inner ring 4 therefore assumes an exactly horizontal position. If the liquid is then allowed to flow in and the rays jump, they have the following effects.

a) Durch die Strömungsbewegung in den hohlen Ringen und den Düsen entsteht ein Widerstand gegen jede Richtungsänderung.a) By the flow movement in the hollow rings and the nozzles there is resistance to any change in direction.

b) Wird z. B. durch ein Schwanken des Fahrzeugs oder bei einer Kurvenfahrt eine Winkelbeschleunigung auf das zu stabilisierende System ausgeübt, so erleidet die pendelnd aufgehängte Masse eine Neigungsanderurig. Da die Lenkflächen 9, io usf. gegen die heranspringenden Strahlen hin eine trichterförmige Erweiterung haben, stoßen bei dieser Neigungsänderung die Strahlteile mit stärkerer Berührung gegen den einen Trichterrand an, weil wohl die Trichter, nicht aber die Strahlen selbst im ersten Zeitteil an dieser Änderung teilhaben. Dadurch wird der Druck der Strahlen auf die Lenkflächen einseitig verstärkt und übt einen weiteren Widerstand gegen die Neiau ngsänderung aus, denn der wirksame Cberdruck der Strahlen ist dem Störungsnicment entgegengesetzt gerichtet. Dieser Widerstand dauert allerdings nur eine Strahlsprungzeit lang, z. B. o,oi Sek. Aber er kann trotzdem das Auftreten einer Neigungsänderung völlig verhindern. b) If z. B. exerted an angular acceleration on the system to be stabilized by a swaying of the vehicle or when cornering, the pendulously suspended mass suffers a change in inclination. Since the guide surfaces 9, io etc. have a funnel-shaped widening towards the jetting rays, with this change in inclination the jet parts hit the one edge of the funnel with stronger contact, because the funnels, but not the rays themselves, participate in this change in the first part of the time . As a result, the pressure of the jets on the steering surfaces is increased on one side and exerts a further resistance to the change in angle, because the effective overpressure of the jets is directed in the opposite direction to the interference nod. However, this resistance only lasts for one beam jump time, e.g. B. o, oi sec. But it can still completely prevent the occurrence of a change in inclination.

c) Eine Störung tritt auch bei Beschleunigungen in der Fahrtrichtung nicht ein (Pfeil 13). Denn da der Schwerpunkt des Svstelns unterhalb der Aufhängung liegt, erzeugt jede Beschleunigung in der Fahrtrichtung eine Neigungsänderung des Systems, die in derselben Weise kompensiert wird, wie unter b angegeben.c) A fault does not occur even when accelerating in the direction of travel (arrow 13). Because the center of gravity of the system is below the suspension, every acceleration in the direction of travel produces a change in the inclination of the system, which is compensated in the same way as indicated under b.

d) Gelangt dagegen das Fahrzeug im Laufe der Fahrt an einen anderen Ort der Erdoberfläche, so wird die bisher vertikale Achse des zu stabilisierenden Systems mit der wahren Vertikalen an dem nunmehr erreichten Ort einen kleinen Winkel bilden, und (las Gewicht 12 wird daher ein Drehmoment auf das zu stabilisierende System ausüben. Dieses Drehmoinent wirkt dann aber in demselben Sinne wie der von der Flüssigkeit auf die Lenkflächen ausgeübte Oberdruck, so daß das System sich selbsttätig in die Richtung der wahren Vertikalen einstellt. d) If, on the other hand, the vehicle arrives at another location on the surface of the earth during the journey, the previously vertical axis of the system to be stabilized will form a small angle with the true vertical at the location now reached, and (the weight 12 therefore becomes a torque This torque then acts in the same way as the overpressure exerted by the liquid on the steering surfaces, so that the system adjusts itself automatically in the direction of the true vertical.

Während bisher.bekannten Apparaten eine genaue Proportionalität derWerte der Strahlwiderstände flicht nötig ist, so muß bei den Apparaten gemäß der Erfindung die Dirnensionierung auf das genaueste durchgeführt sein, weil sonst die entstehenden Kompensationsdrehmomente größer wären als die Störungsmomente, woraus dann eine neue Störung umgekehrter Richtung' entstehen müßte. Die Dimensionierung erfolgt nach der Gleichung: Mr==41q dkR, wobei M die Masse des Richtkörpers, r der Abstand seines Schwerpunktes vom Aufhängungspunkt, 1 die freie Länge des Strahls, q der- Strahlquersch-nitt, d die Dichte der Strahlflüssigkeit, k eine der Lenkflächenform entsprechende Beizahl und R der Abstand des Strahldruckmittelpunktes vom Aufhängungspunkt ist.While previously known apparatuses require an exact proportionality of the values of the beam resistances, in apparatuses according to the invention the dimensioning must be carried out with the greatest possible precision, because otherwise the compensation torques that arise would be greater than the disturbance torques, from which a new disturbance in the opposite direction ' would have to arise. Dimensioning is based on the equation: Mr == 41q dkR, where M is the mass of the target, r is the distance of its center of gravity from the suspension point, 1 is the free length of the jet, q is the jet cross-section, d is the density of the jet fluid, k a The pick number corresponding to the shape of the steering surface and R is the distance between the center of the jet pressure and the point of suspension.

Eine genau gleiche Wi ' rkung tritt in dem zweiten Ausführungsbeis iel nach den Abb.4, und 6 auf. Die Besonderheit dieser Ausführungsfortn liegt darin, daß hier die Strahlen von dem Aufhängungspunkt nach außen springen und daß hier nur die Stabilisierung um -eine einzige Achse beabsichtigt ist.An exact same Wi 'FORTIFICATION occurs in the second Ausführungsbeis iel according to Fig.4, and 6. The peculiarity of this embodiment is that here the rays jump outwards from the suspension point and that only stabilization around a single axis is intended here.

Wenn die Strahlen nach außen. springen, so müssen sie zur Erzeugung der Gegendruckrichtung nach_ oben abgelenkt -,verden. Dient, wie bei dieser zweiten Ausführungsform, die Stgbilisiereinrichtung gleichzeitig in einer bei Kreiselinstrumenten bekannten Weise zur Steuerung von Tochterinstrumenten, so können die nach oben vom Richtkörp#r hinweg in eine Auffangschale springenden Strahlen gleichzeitig zur Betätigung g el von elektrischen Kontakten verwendet werden.When the rays outward. jump, they have to be deflected upwards to generate the counter-pressure direction - verden. Serves as are upwardly from Richtkörp # r away into a collecting tray bouncing beams simultaneously for actuating g el of electrical contacts used in this second embodiment, the Stgbilisiereinrichtung, so can the same time in a manner known in centrifugal instruments manner for controlling daughter instruments.

Die Flüssigkeit strömt von der Pumpe her kommend durch ein Zifleitungsrohr45 in die Verzweigung 46 tmd von hier durch die Düsen47,48'in Strahlform waagerecht hinaus; die Strahlen treffen auf die Lenkflächen 4(),5Ö ulld werden von diesen nach oben und vielleicht schräg nach außen umgelenkt. Sie treffen dann auf je eine der Kontaktfedern des Kontaktfederkranzes 54, avodurch die Neigungsanzeigung an andere Apparate oder Maschinen weitergegeben werden kann, und dann in die Auffangöffnung55, von wo sie zur Pumpe zurückfließen. Die Le#kflächen sind an den Trägern 54 5:2 befestigt und bilden mit.diesen, -den Düsen47,48.und der Verzweigung46 einen drehbar gelagerten, in sich starren Richtkörper, dessen Schwerpunkt unterhalb der Drehungsachse gelegt ist. Der Apparat ist durch einen Glasdeckel 58 atgcdeckt und in eine Blechhülse 5 3 eingeschlossen. Die Arme 51, 52 tragen nach vorn ein aufgernältes Flugzeugbild o,. dgl., der Glasdeckel die Vertikalmarke oder umgekehrt. Die Rückleitung erfolgt durch das Rückleitungsrohr 56 hindurch. Es ist selbstverständlich, daß auch die Ausführung mit nach außen springenden Strahlen zur Stabilisierung um zwei Achsen ausgebaut sein kann.Coming from the pump, the liquid flows through a bypass pipe 45 into the branch 46 and from here through the nozzles 47, 48 ′ in a horizontal jet shape; the rays hit the steering surfaces 4 (), 5Ö and are deflected by these upwards and perhaps obliquely outwards. They then each hit one of the contact springs of the contact spring ring 54, by which the inclination indication can be passed on to other apparatus or machines, and then into the collecting opening 55, from where they flow back to the pump. The leaking surfaces are attached to the supports 54 5: 2 and together with them, the nozzles47,48 and the branch 46 form a rotatably mounted, rigid body, the center of gravity of which is placed below the axis of rotation. The apparatus is covered by a glass cover 58 and enclosed in a sheet metal sleeve 5 3 . The arms 51, 52 carry a peeled-out aircraft image o, to the front. Like., the glass cover the vertical mark or vice versa. The return line takes place through the return line pipe 56 . It goes without saying that the version with outwardly jumping beams can be expanded around two axes for stabilization.

Die vorliegenden Apparate können insbesondere auf solchen Fahrzeugen, auf denen ohnehin eine Umwälzpumpe, z. B. für Kühlwasser, vorhanden ist, mit Vorteil gebraucht werden, weil sie in der Herstellung einfach sind und eine störungslose Wirkung haben.The present devices can be used in particular on vehicles on which a circulation pump, z. B. for cooling water is present, with advantage are needed because they are easy to manufacture and trouble-free Have an effect.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for maintaining or displaying the horizontal position of a body, in particular for aircraft, in which the carrier of the body is held in the horizontal direction by means of jets of liquid which hit inclined or curved surfaces connected to it, characterized in that when the center of gravity of the system is arranged below its suspension point, the rays (7) are deflected from the horizontal jump direction into the vertical one, either only upwards if they are arranged jumping outwards from the axis of rotation, or only downwards if they are jumping outwards from the axis of rotation are arranged.

2. Apparatus according to claim r, characterized in that with cardanic suspension of the body, the supply of the liquid through the pivot pin of the cardan suspension and the (or the) hollow cardan rings (3) takes place therethrough.