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Magnetischer Kompaß Die Erfindung betrifft einen Kompaß mit Flüssigkeitsdämpfung
und einem magnetischen Nadelsystem, bei welchem der bewegliche Teil des Lagers und
das magnetische Element um ihre Achsen relativ zueinander im Winkel drehbar und
federnd miteinander verbunden sind. Bei derartigen Kompassen war es bis jetzt üblich,
zur nachgiebigen Aufhängung des magnetischen Elementes (Kompaßscheibe) ein System
gleich dem eines gewöhnlichen Seekompasses zu benutzen und zur Reduktion der durch
diese Art der Aufhängung bedingten Lagerreibung Schwimmer unter der Kompaßscheibe
bzw. unter dem magnetischen Element anzubringen. Solche Schwimmer aber machen die
Kompaßscheibe träge, denn die Schwimmer müssen schon verhältnismäßig groß dimensioniert
werden, um die Kompaßscheibe effektiv schwimmen zu lassen. Die Folge ist eine entsprechende
Vergrößerung der der Flüssigkeit ausgesetzten Oberfläche und somit auch eine entsprechende
Vergrößerung des , Trägheitsmomentes der Scheibe.
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Die Erfindung nun bringt ein magnetisches Nadelsystem ohne Schwimmer.
Während man früher darauf ausging, die Reibung zwischen Drehzapfen und Lager mit
Hilfe von Schwimmern zu beheben, geht die Erfindung darauf aus, nicht die Lagerreibung
unmittelbar, sondern speziell die durch die Lagerreibung sich ergebenden nachteiligen
Wirkungen zu beheben. Dies geschieht erfindungsgemäß in der Weise, daß zwischen
dem vorteilhaft als Drehzapfen ausgebildeten beweglichen Teil des Lagers und dem
relativ zu ihm drehbaren magnetischen Element Spiralfedern konzentrisch zur Drehachse
des Magnetsystems angeordnet «erden. Durch diese Spiralfedern ist eine ganz erhebliche
Verdrehung oder Ablenkung der Kompaßscheibe relativ zum Drehzapfen oder umgekehrt
möglich ohne eine entsprechende Bewegung des Drehzapfens relativ zum Stützlager,
und somit ist es wohl offenbar, daß aus diesen Verdrehungen oder Ablenkungen der
Scheibe resultierende, in der Feder aufgespeicherte Kräfte immer bestrebt sein werden,
denDrehzapfen bzw. die Scheibe, die Karte oder das magnetische Element in die normale
Lage zuriickzubringen.
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Ein im Sinne der Erfindung verbesserter Kompaß eignet sich ganz vorzüglich
zur Verwendung für Flugzeuge u. dgl., was jedoch keineswegs ausschließt, ihn auch
für Land-und Wasserflugzeuge zu verwenden. Auch wäre allgemein zu berücksichtigen,
daß, selbst wenn die Kompaßscheibe auf einem Stein gelagert ist, die zwischen Drehzapfen
und Stein sich ergebende Reibung, verglichen mit der
magnetischen
Kraft, die immer bestrebt ist, bei. Drehung des Kompaßgehäuses die Kom-. paßscheibe
in neutraler Stellung zu halten, eine ganz erhebliche ist und um so stärker wird,
je mehr der Kompaß der Einwirkung von Kräften unterliegt, die bei einem Flugzeug,
z. B. durch Erschütterungen und oder Beschleunigungen, verursacht werden. Die auf
die Kompaßscheibe wirkende Schwerkraft vergrößert sich direkt proportional der Beschleunigungszunahme
und hat somit eine entsprechende Vergrößerung der Lagerreibung zur Folge. Es ist
also offenbar, daß, wenn z. B. ein mit einem Kompaß gemäß der Erfindung ausgerüstetes
Flugzeug Wendungen ausführt und Kurven durchfliegt, dann die resutierenden, auf
die Kompaßscheibt wirkenden Kräfte, Beschleunigungskräfte, Zentrifugalkräfte und
Erdanziehungskräfte die Reibung vergrößern und im System der Kompaßscheibe sich
ein Kräftepaar ergeben wird, demzufolge der Drehzapfen sich mit dem Gehäuse zu bewegen
sucht, während die Kompaßscheibe durch den magnetischen Einfluß gegen Bewegung relativ
festgehalten wird. Durch diese relative Bewegung der Kompäßscheibe und des Drehzapfens
wird auf das Spiralfedersystem ein Drehmoment ausgeübt, und sobald die betreffenden
Kräfte nachlassen bzw. aufhören, wird das Spiralfedersystem versuchen, die Kompaßscheibe
und deren Drehzapfen wieder in die normale Lage zurückzubringen.
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Es soll nunmehr auf beiliegende Zeichnung Bezug genommen werden. Sie
stellt die besonders bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dar, und zwar in
Abb. i einen gemäß Erfindung konstruierten Kompaß im Schnitt von der Seite gesehen,
Abb. 2 das System der Kompaßscheibe in vergrößertem Maßstabe von oben gesehen, Abb.
3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Abb. 2, Abb. 4. eine andere Ausführungsform der
Erfindung (Darstellung im Schnitt).
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In Abb. i bezeichnet 8 ein Gehäuse vorzugsweise kugeliger Form. Dieses
Gehäuse ist zum Zwecke der Montage mit einem festsitzenden Halter io versehen und
des weiteren mit einem sphärischen Glas 12 ausgerüstet, also nach außen vollkommen
abgeschlossen. Oben und auf der Rückseite sind an dem Gehäuse aus einem Stück zwei
besondere Gehäuse 1q., 16 vorgesehen, von denen das eine für den Halter oder Träger
der Kompensationsmagnete und das andere für eine dehnbare federnde Membran 2o bestimmt
ist. Im Gehäuse befindet sich einFlüssigkeitsgemisch, beispielsweise ein Gemisch
aus Alkohol und Wasser. Das Flüssigkeitsgemisch soll die gewöhnlichen Schwingungen
des magnetischen Systems dämpfen und den Drehzapfen im Hinblick auf das Gewicht
des magnetischen Systems größtenteils entlasten. In der Flüssigkeit ist beispielsweise
ein ringförmiges System 22 aufgehängt, dessen Gleichgewichtslage (auch neutrale
Stellung genannt) aus dem nach unten wirkenden Gewicht, dem nach oben wirkendenAuftrieb
und der magnetischen Drehkraft resultiert.
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Zur drehbaren Unterstützung des Systems 22 könnte irgendein Stützmittel
verwendet werden. Wie dargestellt, besteht dasselbe aus einer Säule 2q., die in
eine auf dem Boden des Gehäuses geschaffene Verstärkung 26 eingeschraubt ist. Auf
dem oberen Ende der Säule ist, wie üblich, ein Edelstein 28 befestigt. Auf diesem
Stein ruht der Drehzapfen 30 o. dgl., mit dessen Hilfe das magnetische System bzw.
die Kompaßscheibe drehbar unterstützt gehalten wird. Der eigentliche Kompaßträger
ist von bekannter Konstruktion und bestehtvorzugsweise, wiedargestellt, aus einem
zylindrisch gestalteten, aus irgendeinem leichten Material, z. B. aus Messingblech,
Celluloid o. dgl., gefertigten Körper 32. Auf der Innenseite rings des unteren Randes
ist ein Verstärkungsband 34 eng anliegend befestigt. Dieses Band 34 dient als Mittel
zum Halten der :Magnete 36. Der-Träger 32 ist mit einem Ringflansch 38 versehen
und trägt auf diesem Flansch 38 in konzentrischer Anordnung einen leichten ringförmig
gestalteten Körper 40. Eine Spiralfeder 42 ist mit ihrem einen Ende dem Drehzapfen
30 und mit ihrem anderen Ende dem Ring 40 am oberen Rande desselben angeschlossen.
Diese Feder ist von solcher Stärke, daß sie das System 22 normalerweise in einer
im wesentlichen horizontalen Lage hält und bei Auf- oder Abwicklung, verursacht
durch Schleppung, Erschütterungen oder durch irgendeinen anderen dynamischen Einfluß,
eine Rückbewegung ausführt, die mit dem magnetischen Moment zusammenwirkt, um zu
verhüten, daß das System durch Drehung aus der normalen Stellung herausgebracht
wird; auch werden von der horizontalen Lage abweichende Schwingungen verhütet, wenn
durch ähnliche Einflüsse ein Verziehen aus der normalen horizontalen Lage erfolgt.
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Abb. ¢ veranschaulicht eine andere Ausführung der Erfindung. Bei dieser
Ausführung sind statt einer einzigen Spiralfeder zwei Spiralfedern qd., 46 vorgesehen.
Die Windungen dieser Feder verlaufen einander entgegengesetzt. Auch sind die Federn
in einem geringen Abstande übereinander angeordnet. Ihre Befestigung an dem Drehzapfen
30 und dem Ring 40 geschieht so, wie es oben beschrieben wurde.
Bei
derartiger Anordnung ist es möglich, auf aus allen Richtungen kommende Impulse ein
schnelleres Ansprechen zu erzielen.