-
Vorrichtung zum beliebig gerichtet und waagerecht Erhalten eines bewegten
Systems mit Hilfe von Kreiseln Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die dazu
dient, ein bewegtes System mit Hilfe von Kreiseln beliebig gerichtet und waagerecht
zu erhalten. Zu diesem Zweck ist bereits eine ganze Reihe von Kreiselanordnungen
vorgeschlagen, die aus mehreren Einzelkreiseln verschiedener Lagerung oder aus Paaren
gegenläufig rotierender Kreisel (gleicher Funktion) bestehen. In der Regel sind
dabei die Kreiselanordnungen durch eine selbsttätige Nachsteuervorrichtung im Azimut
nachdrehbar.
-
Demgegenüber wird die Erfindung in der besonderen Gesamtanordnung
gesehen, daß das Svstem aus zwei richtunghaltenden Kreiseln mit je drei Freiheitsgraden
und zueinander senkrecht stehenden Rotationsachsen und horizontalen Präzessionsachsen
besteht sowie aus zwei Stabilisierungskreiseln mit je drei Freiheitsgraden und zueinander
senkrecht stehenden waagerechten Rotationsachsen und lotrechten Präzessionsachsen,
durch deren Präzession in an sich bekannter Weise horizontal verschiebbare Ausgleichsgewichte
gesteuert werden.
-
Dabei sind je zwei Kreisel mit gleichgerichteten Rotationsachsen (aber
verschiedene-, Funktion, nämlich ein Stabilisierungs-und ein richtunggebender Kreisel)
als gegenläufig rotierende Kreisel in einer räumlich symmetrischen Gruppe vereinigt.
-
Es sind ferner auf der Kreiselwirkung beruhende Lageanzeiger für Flugzeuge
bekannt, bei denen der Schwerpunkt der Kreiselanordnung in vertikaler Richtung mit
Hilfe elektromagnetisch gesteuerter Massen zeitweilig in den Unterstützungspunkt
verlegt werden kann, um Störungen zu vermeiden, die bei Fahrtrichtungsänderungen
infolge dauernder Schwerpunktstieferlage auf das System ausgeübt werden würden.
Die Bedienung dieser elektromagnetischen Steuervorrichtung für die vertikal verschiebbaren
Massen geschieht dabei von Hand.
-
Gemäß der Erfindung soll nun weiter die Steuerung der zur Schwerpunktsverlegung
dienenden Elektromagnete selbsttätig durch Massei. erfolgen, die auf Winkelbeschleunigungen
(Richtungsänderungen) ansprechen.
-
Auf den beiliegenden Zeichnungen ist Abb. z die Vorderansicht der
gesamten Kreiselanordnung; darin ist die Gruppierung der vier Kreisel auf ihrem
gemeinschaftlichen Rahmen dargestellt; Abb. 2 ist eine Seitenansicht der Kreiselanordnung;
Abb. 3 ist eine Draufsicht auf die Kreiselgruppe;
Abb. 4. zeigt
eine Abänderung der Vorrichtung zum selbsttätigen Verlegen des Schwerpunktes ; Abb.
5 ist die, elastische Festhaltevorrichtun" welche die vier Kreisel auf ihrem gemeinschaftlichen
Rahmen zwecks Vermeidung von Wackelkontakten in ihrer Normallage erhält; Abb.6 ist
die justiervorrichtung für die lotrechte Drehachse der Aufhängung der Gruppe; diese
Vorrichtung ermöglicht es, die -Drehachse genau durch den Schnittpunkt der beiden
waagerechten Schwingachsen der Kardanaufhängung zu legen.
-
Abb.7 und 8 sind die Vorder- und die Oberansicht der Meßvorrichtung
für die Geschwindigkeitsänderung und Winkelbeschleunigungen des Fahrzeuges.
-
Die gy roskopische Gruppe besteht aus vier Kreiseln 1, 2, 3, 4., die
von einem kugeligen Rahmen 5 getragen werden, der mittels zweier Zapfen auf an einem
Kardanring 84 angebrachten Kugellagern 85, 86 schwingbar ist. Dieser Ring ruht mittels
unter go° gegen die ersten Zapfen versetzter anderer Zapfen auf Kugellagern 87,
88, die an einem lotrecht angeordneten Ring 89 angebracht sind, um eine kardanische
Aufhängung zu bilden, die es der Kreiselgruppe ermöglicht, bei Schieflagen seines
Halters die lotrechte Lage beizubehalten. Da der Ring 89 außerdem auf Kugellagern
go, gö in einem Ringrahmen 83 frei drehbar ist, so ermöglicht er der Gruppe, allen
im Azimut erfolgenden Drehbewegungen dieses Rahmens zu entgehen, der seinerseits
auf dem zu stabilisierenden Fahrzeug ruht. Hierbei sind die Achsen 29-3o und 31-32
des Ringes 84 genau in die nämliche Ebene verlegt, und ihr Schnittpunkt 32' fällt
mit der Drehachse 6-7 des Ringes 89 zusammen. Um -diese Zentrierung der Achsen,
die für den Gleichgewichtszustand des Systems große Bedeutung hat, genau zu erreichen,
können die die Kardanringe tragenden Kugellager mittels der in Abb.6 dargestellten
Vorrichtung genau zentriert werden. Bei dieser Vorrichtung ist das Kugellager ioo
innerhalb der im Ring ioi vorgesehenen Aussparung mittels vier Regelungsschrauben
io2 einstellbar, die in den Diagonalen eines Quadrates angeordnet und mit Gegenmuttern
versehen sind.
-
Aus der obigen Anordnung ergibt sich also, daß jeder Kreisel in bezug
auf den Ringrahmen 83 drei Freiheitsgrade hat; denn die Kreisel haben in bezug auf
den kugeligen Rahmen 5 zwar nur einen Präzessionsfreiheitsgrad, jedoch hat dieser
kugelige Rahmen 5 selbst wieder drei Freiheitsgrade in bezug auf den Ringrahmen
83.
-
Die Kreisel 1, 2, 3, 4 der Kreiselanordnung haben das gleiche Gewicht,
den gleichen Durchmesser und die gleiche auf elektrischem Wege oder auf beliebige
sonstige Weise herbeigeführte Geschwindigkeit. Folglich haben sie das gleiche Kreiselträgheitsmoment.
Die vier Kreisel sind paarweise auf einem gemeinschaftlichen Rahmen 5 angeordnet.
Das eine Paar enthält die Kreisel i und 2 und das zugehörige Paar die Kreisel 3
und 4. Bei jedem Paar laufen die Kreisel gegensinnig um, um die Reibungen ihrer
zugehörigen Kugellager auszugleichen und um zu verhüten, daß diese Reibungen die
Stabilität der Kreiselanordnung stören. Außerdem ist jedes Kreiselpaar hinsichtlich
der Rotationsachsen auf dem gemeinschaftlichen Rahmen um go° gegenüber dem anderen
Paar versetzt. Die beiden Kreisel 1,:2 und ebenso 3, 4 befinden sich in gleichem
Abstande von der zwischen ihnen befindlichen lotrechten Mittellinie. Ebenso befinden
sich alle Kreisel in gleichem Abstande vom Schnittpunkt 32' der Schwingachsen und
der Drehachse der Aufhängung der Kreiselgruppe. Infolge dieser Anordnung ist die
Gruppe, wenn sie als ausschließlich aus den vier Kreiseln bestehend angesehen wird,
im indifferenten Gleichgewicht um ihren Mittelpunkt 32'.
-
Die beiden Kreisel, die die Aufgaben haben, die Horizontebene zu stabilisieren,
genannt die Horizontkreisel, sind die Kreisel i und 3, die die Besonderheit aufweisen,
daß ihre Präzessionsachsen auf dem Rahmen 5 lotrecht angeordnet sind. Der Kreisel
i, der sich in seiner Fassung 8 auf Kugellagern dreht, macht seine Präzessionsbe-,vegung
um die lotrechte Achse 9-io. Sein Trägheitsinoment widersteht folglich Schwingungen
der Gruppe um die Achse 29-3o. Das entsprechende gilt für den Kreisel 3, der seine
Präzessionsbewegung um eine lotrechte Achse 15-16 ausführt und daher .Schwingungen
um die Achse 31-32 Widerstand leistet.
-
Weiterhin wird die Stabilität der Gruppe im Azimut durch die beiden
Richtungskreisel 2 und 4 verbürgt, deren Präzessionsachsen waagerecht liegen. Dies
sind die Achse i2-13 für den Kreisel 2 und'die Achse 17-18 für den Kreisel 4.
-
Die Vereinigung der Trägheitskräfte der vier Kreisel trägt somit dazu
bei, ein Gesamtgebilde zu schaffen, welches in allen Lagen im Gleichgewichtszustand
ist und daher eine im Raum träge Masse bildet.
-
Damit diese im Raum träge Masse sich in den wahren Horizont einstellt,
ist es notwendig, den Schwerpunkt zeitweilig unter den Unterstützungspunkt zu legen.
Aber die Hinzufügung eines Untergewichtes hat die Wirkurig, daß die Kreiselgruppe
allen Beschleunigungen unterworfen ist, die sich bei der Fahrt während der Geschwindigkeitsänderungen
und
Wendungen des Fahrzeuges ergeben. Es kommt darauf an, diese verschiedenen Störkräfte
durch geeignete Vorrichtungen aufzuheben.
-
Der Pendelzwang auf die Gruppe (Verlegung des Schwerpunktes unter
den Aufhängepunkt) wird durch zwei Massen 22 und 23 erreicht, die die Anker von
zwei eingekapselten Elektromagneten 20 und 21 bilden, die auf dein Rahmen 5 befestigt
und auf der lotrechten Achse 6-7 zentriert sind, derart, daß bei der gewöhnlichen
Fahrt des Fahrzeuges der Schwerpunkt der beiden Pendelmassen 22, 23 sich unterhalb
der waagerechten Achse 29-3o befindet. Erregt hingegen ein elektrischer Strom die
beiden Elektromagnete 2;_) und 21 gleichzeitig, so werden die Anker 22,23
angehoben und der Schwerpunkt des ganzen Systems der Achse 29-3o genähert.
-
Die Tätigkeit der eingekapselten Elektromagnete 20, 21 wird herbeigeführt
durch selbsttätige Meßvorrichtungen, von denen eine in den Abb. 7 und 8 dargestellt
ist und von denen je eine für die Geschwindigkeitsänderungen in der Fahrtrichtung
und eine für die Winkelbeschleunigungen vorhanden ist. Die elektrischen Verbindungen,
die von den lleßvorriclrtungen zu den Elektromagneten führen, sind parallel geschaltet.
Jede dieser Meßvorrichtungen, die in stabiler Lage in einer horizontalen Ebene gehalten
wird und zu diesem Zweck mit der Kreiselgruppe verbunden ist, enthält im wesentlichen
zwei kleine Massen 33, 34, die an Hebeln sitzen. Für das Anzeigen der Geschwindigkeitsänderung
des Fahrzeuges in der Fahrtrichtung liegen die Hebel der betreffenden Meßvorrichtung
rechtwinklig zu der vom Fahrzeug verfolgten Fahrbahn. Um während der Wendungen des
Fahrzeuges die Winkelgeschwin-<Iiykeiten zu registrieren, liegen die Hebel der
hierfür in Frage kommenden Meßvorrichtung parallel zu der Fahrtrichtung.
-
Die Massen 33, 34 sind am Ende je eines Hebels 35, 36 angeordnet,
der in einer Gabel 37 bzw. 38 festgekeilt ist. Die Gabeln sind in einem gemeinschaftlichen
Rahmen 49 lose drehbar. Die beiden Massen 33, 34 werden in ihrer gewöhnlichen Ruhelage
mittels zweier einander entgegenwirkender Federn 41, 42 gegen einen gemeinschaftlichen
Anschlag So gezogen, der mit dem Rahmen 4.9 aus einem Stück besteht. Die Gabeln
37, 38 tragen Schaltklinken (Schaltklinke 39 für die Gabel 38) und die Druckfeder
40. Die Klinken gleiten in Schalträder 47, 48 ein, die im Rahmen 49 mit mehr oder
weniger harter Reibung sich drehen, und zwar je nach der Regelung der Spannung von
Federn, von denen die für das Schaltrad 48 gehörige die Feder 51 ist.
-
Sobald eine Geschwindigkeitsänderung in der Fahrtrichtung im Fahrzeug
vorkommt, wird die eine von den beiden Massen 33, 34 nach vorn oder nach hinten
geschleudert; indessen ist ihr Weg durch die Feder 41 oder 42 begrenzt. Die Klinke
legt sich auf dem zugehörigen Sperrad in der äußersten Lage ihres Hubes ein, und
die Masse kehrt langsam in ihre Ruhelage zurück, da diese Zurückbewegung durch die
Reibung des Sperrrades am Gestell gebremst wird. Während diese verschiedenen Bewegungen
vor sich gehen, verbindet die eine von den Bürsten 43, 44 der Kommutatoren 45, 46
den Strom mit dem Kontakt des entsprechenden Kommutators. Da die Kontakte der Kommutatoren
45, 46 mit den eingekapselten Elektromagneten. 2o, 21 so lange verbunden sind, als
die Masseil 33, 34 sich nicht in ihrer Ruhelage befinden, bleiben die Massen 22,
23 der Kreiselgruppe angehoben; auf diese Weise werden die Wirkungen, die den Gleichgewichtszustand
der Gruppe hätten stören können, auf einen Mindestbetrag beschränkt.
-
Innerhalb des vertikal verschiebbaren Kernes 22 des Elektromagneten
2o ist eine Feder 25 angeordnet, die sich einerseits gegen den Kern, andererseits
gegen eine mit einer Schulter versehene Tülle 54 legt. welche längs der Stange 56
verschiebbar ist. Die Tülle 54 treibt einen Winkelhebel 55 an, der auf eine
Stange 57 wirkt. Diese hält mittels des Hebels 58 den Kreisel 1 in der Lage, die
er in der Gruppe einnehmen soll. Der Elektromagnet ist mit einer zweiten Feder 26
ausgerüstet, die kräftiger ist als die Feder 25. Befindet sich der Kern 22 am unteren
Ende seines Hubes, d. h. in einer Lage, bei der der Pendelzwang voll wirksam ist,
so unterliegt die Tülle 54 dem Druck der Feder 26, den sie durch die Stangen und
Hebel 55, 57, 58 auf den Kreisel i überträgt. Dieser Druck ist kräftig genug, um
die Präzessionsbewegung des Kreisels 1 in einem erheblichen Verhältnis herunterzusetzen.
Geht hingegen der Kern 22 infolge einer Geschwindigkeitsänderung, die die oben beschriebene
Meßvorrichtung auslöst, bis zu seinem Sitz empor, so wirkt allein die Feder 25 auf
den Kreisel 1, so daß seine Präzessionsbewegung nicht wesentlich verkleinert wird.
-
Die gleiche Einrichtung ist für den eingekapselten Elektromagneten
21 vorgesehen, dessen Kern 23 abwechselnd der Einwirkung der beiden Federn 27 und
-28 ausgesetzt ist. Durch die Wirkung der Feder 28 wird die Präzessionsbewegung
des Kreisels 3 heruntergesetzt, während durch die Feder 27 diese Bewegung nicht
wesentlich geändert wird.
-
Es wird also die Reaktionsfähigkeit der Kreisel r und 3 immer dann
erheblich heruntergesetzt, wenn die Kreiselgruppe keine
äußere Störung
durch Beschleunigungen erleidet. Dabei verbleibt dem Einfluß der Schwere eine gewisse
Überlegenheit. Hingegen reagieren diese beiden Kreisel z und 3 energisch, sobald
eine Störung, die die Gefahr einer Unterbrechung des Gleichgewichtszustandes mit
sich bringt, die Massen 33, 34 zum Ansprechen bringt. Da diese Vergrößerung der
Reaktionsfähigkeit mit der Verkleinerung des Einflusses der Schwere auf die Kreiselgruppe
zusammenfällt, haben die von den Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeuges herrührenden
Störungen nur einen sehr kleinen Einfluß auf den Gleichgewichtszustand der Gruppe.
-
Diese Anordnung wird hauptsächlich bei Kreiseln mit großem Durchmesser
verwendet oder bei solchen, die mit sehr großer Geschwindigkeit umlaufen und folglich
ein sehr großes Trägheitsmoment und einen starken Schwung (Impuls) aufweisen.
-
Für kleine Kreisel mit kleinem Trägheitsmoment und Impuls, bei denen
die Präzessionsbewegung nicht verkleinert zu werden braucht, wird diese Vorrichtung
durch die in Abb.4 dargestellte Abänderung ersetzt. Bei dieser Vorrichtung ist der
innen befindliche Kern 57' des gekapselten Elektromagneten 6o auf dem Rahmen 5 der
Kreiselgruppe befestigt, während die das Gegengewicht bildende Polmasse 59 und ihre
Induktionsspule 58' je nach Erregung der Spule 58' auf- oder niedergeht. Da die
Polmasse 59 sowie die Induktionsspule 58' ein verhältnismäßig hohes Gewicht haben
und die nämliche Vorrichtung für den unten auf der Kreiselgruppe angeordneten gekapselten
Elektromagneten verwendet wird, wird bei Erregung der beiden Elektromagnete der
Schwerpunkt des ganzen Systems in erheblichem Maße vertikal nach oben verlegt und
dem Aufhängepunkt 32' genähert.
-
Unabhängig von den Störungen, die auf die Kreiselanordnung von den
Geschwindigkeitsschwankungen oder Richtungsänderungen des Fahrzeuges ausgeübt werden
und übrigens von den oben beschriebenen Vorrichtungen nur unvollkommen ausgeglichen
werden, können andere Ursachen den Gleichgewichtszustand der Gruppe stören, die
sich schließlich im Zustande ständiger Instabilität befinden würde. Daher empfiehlt
es sich, in bekannter Weise Ausgleichsorgane vorzusehen, die in Tätigkeit treten,
sobald eine Abweichung vom Gleichgewichtszustand begonnen hat. Diese Organe müssen
ebensowohl auf die Horizontalebene als auf die Azimutebene wirken.
-
Um die Horizontalebene ohne Abweichung zu erhalten, sind auf dem Rahmen
5 der Kreiselgruppe vier gekapselte Elektromagnete 61, 65, 69, 71 befestigt. Die
beiden Elektromagnete 61 und 65 sind auf einer Achse 73-74 parallel zur waagerechten
Achse 29-3o der Kreiselgruppe und der Rotationsebene der Kreisel z, 2 angeordnet,
die beiden Elektromagnete 69, 7 1 auf einer Achse 75, 76 parallel zur waagerechten
Achse 3 i-32 der Kreiselgruppe und der Rotationsebene der beiden Kreisel 3-4. Da
der Abstand zwischen den Achsen 73-7.a. und 29-3o sowie zwischen den Achsen 75-76
und 3i-32 genau der gleiche ist, befinden sich die vier gekapselten Elektromagnete,
zusammen betrachtet, im indifferenten Gleichgewicht in bezug auf den mittleren Gelenkpunkt
32' der Kreiselgruppe. Diese vier gekapselten Elektromagnete haben genau das gleiche
Gewicht und befinden sich gewöhnlich in der gleichen Lage. Jeder dieser gekapselten
Elektromagnete ist aus den gleichen Bestandteilen zusammengesetzt, nämlich (beim
gekapselten Elektromagneten 61) aus einer Induktionsspule 62, die im Innern einer
Polmasse angeordnet ist, und einem einwärts befindlichen Kern 63. Dieser Kern ist
in der Weise auf dem Rahmen 5 der Gruppe befestigt, daß die Induktionsspule 62 und
ihre Polmasse sich auf der Achse 73-74 waagerecht verschieben können; in der Normallage
werden sie vom Kern 63 durch die Gegenfeder 64 entfernt gehalten.
-
Der gekapselte Elektromagnet 65 besteht aus dem auf dem Rahmen 5 befestigten
Kern 67 und der Induktionsspule und Polmasse 66 sowie der Gegenfeder 68. Das gleiche
gilt für die gekapselten Elektromagnete 69 und 71,
deren Polmassen durch die
außen angeordneten Federn 70 und 72 voneinander entfernt gehalten werden,
wenn diese ihre Ruhelage einnehmen.
-
Falls eine Unterbrechung des Gleichgewichtszustandes in der Horizontebene
vorkommen sollte, würde z. B. der Elektromagnet 65 erregt werden; die Induktionsspule
66 sowie ihre Polmasse würden sich der Achse 6-7 der Kreiselgruppe nähern und unverzüglich
ein Kräftepaar im Sinne des Pfeiles 77 hervorbringen, das dahin strebt, den Ausgleichszustand
wiederherzustellen. Da die vier gekapselten Elektromagnete 61, 65, 69, 71 gegeneinander
um je 9o° versetzt sind, ist es möglich, sie im passenden Sinne wirken zu lassen.
-
Das Intätigkeittreten der vier gekapselten Elektromagnete 61, 65,
69, 71 wird durch die Horizontkreisel r und 3 herbeigeführt, die allein die
Horizontebene überwachen. Dieses Intätigkeittreten wird durch die Präzession dieser
Kreisel herbeigeführt, die bei der geringsten Neigung der horizontal zu erhaltenden
Ebene eintritt. Zu diesem Zweck sind die Kreisel z und 3 mit je einem dreikontaktigen
Kommutator versehen. Dieser besteht
beim Kreisel i im Kommutator
78, 79, 80 mit dem Stromabnehmer 8o' und seiner Kontaktrolle 8i. Der Stromabnehmer
8ö wird an den Koininutator durch die Feder 82 angedrückt.
-
Jede Präzession des Kreisels i bewirkt das augenblickliche Eingreifen
des einen oder des anderen von den Elektromagneten 69 oder 71, je nach dem Drehsinn
des Kreisels und nach dem Sinne der Störung des Gleichgewichtszustandes, während
eine Präzession des Kreisels 3 auf die Elektromagnete 61 oder 65 einwirkt. Die Anordnung
von elektromagnetischen Vorrichtungen zur Ausübung von Drehmomenten auf das Kreiselsystem
und ihre :elhsttütige Einschaltung durch die Präzessionsausschläge eines Kreisels
ist an sich bekannt.
-
Die Zurückbringung der Azimutebene, die von den beiden Kreiseln :2
und d. überwacht wird, kann durch verschiedene, ebenfalls bekannte Vorrichtungen
erzielt werden, die sich auf den Hauptrahmen der Gruppe stützen. Piese Vorrichtungen,
die sog. Rückführvorrichtungen, können -zahlreiche Ausführungsformen haben, von
denen die nachstehend beschriebene Ausführung nur ein Beispiel ist. Die Vorrichtung
besteht aus einem umsteuerbaren Motor 9i, der bei 92, 92' am Traggestell 83 schwenkbar
gelagert ist. Der Motor 91 treibt ein Schneckenrad 93 an, das seinerseits eine kegelige
Scheibe 94 antreibt, die sich unter der Einwirkung eines Elektromagneten 96 mit
Reibung in eine Kegelnutscheibe 95 einlegen kann. Die Nutscheibe 95 ist auf einem
Ring 89 befestigt, der seinerseits über die Kardanlagerung 85-88 mit der Kreiselgruppe
verbunden ist und im Raum eine mit Azimut unveränderliche Lage einnimmt. Tritt eine
Lagenänderung der Gruppe im Azimut ein, so wird sie unverzüglich durch die Präzession
der Richtungskreisel 2 und d. angezeigt, die die Azimutebene überwachen. Diese Präzession
hat die Wirkung, daß zwischen der Rolle 99 des Stromabnehmers 98 und einem der Kontakte
des dreikontaktigen Kommutators 97, der auf dem Kreisel e angeordnet ist, Kontakt
hergestellt wird. Der Motor 9i führt eine Drehbewegung aus; zugleich kuppelt sich
die Kegelscheibe 9.I unter dem Einfluß des Elektromagneten 96 in das genutete Rad
95 ein. Diese Bewegung ist der Lagenänderung der Gruppe im Azimut entgegengesetzt;
daher werden die Richtungskontrollvorrichtungen unverzüglich in ihre Richtungsebene
zurückgebracht.
-
Abb. 5 stellt eine Vorrichtung dar, die den Zweck hat, die Kreisel
i, 2, 3 und d. genau in der Normallage zu halten, die sie in der Gruppe einnehmen
sollen, falls keine Störungen vorhanden sind, und die dazu dient, bei den Kommutatoren
mit drei Kontakten, die als Präzessionsanzeiger dienen, Wackelkontaktgebung auszuschließen.
Diese Vorrichtung besteht in einem Ebonitstück iiF_,, das auf den Kreisel gekeilt
ist, der seine Präzessionsbewegung um die Achse io6 herum ausführt. Dieses Stück
weist zwei schräge Leitflächen io7 und io8 auf, gegen die sich eine auf Kugeln laufende
Rolle io5 stützt, die am Ende eines Hebels 103 gelagert ist, der um io.I
schwingbar an den kugeligen Rahmen 5 der Gruppe angeordnet ist. Die Andrückung des
Hebels 103 gegen die Leitflächen 107, 108
wird durch die Feder iog
erzielt. Außerdem trägt das Ebonitstück 116 den Kommutator, der aus drei Kontaktstücken
113, 114., 115, dem Stromabnehmehebel iio, dessen Kontaktrolle i 12 sowie der Spannfeder
i i i zusammengesetzt ist. Die Präzessionsbewegungen des Kreisels werden daher durch
die Rolle io5 gedämpft, die das Bestreben hat, ihn in seine Anfangslage zurückzubringen.
-
Nach Obigem nimmt die Kreiselgruppe im Raum eine in bezug auf den
Horizont und im Azimut unveränderliche Lage ein. Um der Gruppe zu ermöglichen, in
bekannter Weise die Längs- und Querstabilisationsebenen des im Gleichgewicht zu
erhaltenden Fahrzeuges und seine selbsttätige Richtungssteuerung zu kontrollieren,
ist die Gruppe mit den folgen-(!en Organen ausgerüstet: Die Gruppe ist auf dein
Fahrzeug befestigt, das zu stabilisieren und selbsttätig nach dem Pfeil 5oo (Abb.
i und 3) zu lenken ist, der die Fahrtrichtung des Fahrzeuges angibt. Die Kontrolle
der Längs- und Quer-, stabilisation wird durch einen im Querschnitt U-förmigen Ring
117 erreicht, der konzentrisch zum Achsenschnittpunkt 32' auf die Achse 31, 32 der
Gruppe gesetzt ist. In diesem Ring 117 laufen zwei auf Kugeln gelagerte Rollen 118
und i2o, die auf den Reifen iig und 121 gelagert sind, welche ihrerseits dem kugeligen
Rahmen 5 der Kreiselgruppe angehören. Der im Querschnitt U-förmige Ring 117 ist
kardanisch an zwei Kugellagern 125, 126 aufgehängt, deren Zapfen in einem Ring 122
befestigt sind, der seinerseits auf Kugeln bei 123, 124 auf dem Traggestell 83 schwingt.
Der Schnittpunkt der Schwingachsen 125, 126 und 123, 124 des Ringes 122 fällt mit
dem mittleren Gelenkpunkt 32' der Kreiselgruppe zusammen.
-
Die Querstabilisation des Fahrzeuges wird durch den Stromabnehmer
128 gesteuert, der am Ring 122 befestigt ist und eine Kontaktrolle 129 trägt (Abb.
i). Diese läuft über einen Kommutator 127 mit drei Kontaktstücken, der auf Kugeln
bei 130 schwingt und außerdem mit dem Antriebsservomotor der
Querstabilisationsebenen
des Fahrzeuges durch den Rückhebel 131 des Servomotors in Verbindung steht.
-
Die Kontrolle der Längsstabilisation wird durch den- Hebel
133 (Abb. 3) herbeigeführt, der auf dem Zapfen 125 des im Querschnitt U-förmigen
Ringes 117 befestigt ist. Der Hebel 133 wirkt auf eine Lenkerstange 13d., den Hebel
135, die Welle 136 und den auf die Welle 136 gekeilten Zahnsektor 137, der mit einem
mit Ringnuten versehenen Gleitkörper 138 kämmt (Abb. i). Dieser Gleitkörper 138
verschiebt sich in der Seitenrichtung auf der Welle 3o und nimmt seinerseits den
Zahnsektor 141 mit. Dieser Sektor trägt einen mit drei Kontaktstücken versehenen
Kommutator 144,145, an welchem die Rolle 14o des Stromabnehmers 139 anläuft. Der
Hebel 139 besteht aus einem Stück mit dem Rückholliebel 1d.2, der außerdem mit demjenigen
Servomotor in Verbindung steht, der durch Vermittlung der Rückholstange 143 die
Längsstabilisationsebenen steuert.
-
Die Richtungskontrolle wird durch den mit drei Kontaktstücken versehenen
Kommutator 153, der auf dem im Azimut in unveränderlicher Lage befindlichen Ring
89 der Kreiselgruppe befestigt ist, und durch die Kontaktrolle 154 herbeigeführt,
die auf dem Ende des Stromabnehmers 155 befestigt ist, der sich auf das Traggestell
83 stützt.
-
Die selbsttätige Schmierung der Kugellager der Kreisel geschieht durch
die mit Tropfenzähler versehene Schmierbüchse 147, die auf dem Traggestell 83 befestigt
ist. Das 01 läuft durch einen Kanal des Zapfens 148, der das Kugellager 9o
trägt. Am Ende dieses Kanals ist eine Kugel 149 angeordnet, die durch einen Behälter
i5o unterstützt ist. Dieser ist auf dein Elektromagneten 56 befestigt, der seinerseits
mit dem kugeligen Rahmen 5 einen zusammenhängenden Körper bildet. Aus diesem Behälter
i5o wird das Öl je einem Kreisel durch starre Leitungen 151 und biegsäme Leitungen
152 zugeführt. Die Kugel 149 fällt auf ihren Sitz zurück und hindert so lange das
Ausfließen des Öles, bis das Traggestell gegenüber der Kreiselgruppe aus der Achsrichtung
gebracht worden ist.
-
Wie bereits oben angegeben worden ist, müssen die beiden Meßvorrichtungen
für Schwankungen der Geschwindigkeit und Veränderung der Richtung des Fahrzeuges
(Abb. 7 und 8) -ihre vollkommen horizontale Lage beibehalten, um richtig zu arbeiten.
Diese beiden Meßvorrichtungen sind daher auf von der Kreiselgruppe beherrschten
Elementen befestigt. Die zur Längsstabilisation gehörige Meßvorrichtung für Geschwindigkeitsschwankungen
ist auf der Welle 146 befestigt, auf die der Rückholhebel142 des Servomotors gekeilt
ist, während die auf Fahrtrichtungsänderungen ansprechende Meßvorrichtung mit dem
Servomotor der Querstabilisation durch den Hebel 156, der einen Bestandteil des
beherrschten Elementes bildet, die Stange 132 und den Hebel 159 in Verbindung steht.
-
Die Zuführung des elektrischen Stromes sowohl zum Betrieb der Kreisel
als auch zum Erregen der Elektromagnete erfolgt mittels eines umlaufenden Verteilers
157, der auf einer Achse 158 angebracht ist, die einerseits im Ring 89 befestigt,
andererseits auf dein Tragrahmen 83 abgestützt ist. Der Kreis wird durch den Kontakt
von Rollen 159 geschlossen, die sich auf das Gestell 83 stützen.