DE590511C - Erdinduktorkompass - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Erdinduktorkompasse, wie sie wegen ihres geringen Gewichtes und ihrer Billigkeit besonders für Flugzeuge geeignet sind.

Es ist. bereits ein Erdinduktorkompaß bekannt, dessen Anker um eine lotrechte Achse umläuft und. dessen Nordlinie durch den im Erdinduktor erzeugten Strom mittels eines Motors und einer Nachdrehvorrichtung selbsttätig in die magnetische Nord-Süd-Linie eingestellt wird. Weiterhin ist ein Erdinduktionsrichtungsanzeiger bekannt, dessen Anker um eine lotrechte. Achse umläuft und kardanisch aufgehängt ist, und dessen Ankerwelle mit einem Gewicht sowieKreiselscheibe unterhalb der Aufhängung ausgestattet ist, so daß der Anker als Kreiselpendel wirkt.

Erfindungsgemäß ist der kardanisch aufgehängte Erdinduktorrahmen mittels eines als Servomotor wirkenden Kreisels mit drei Freiheitsgraden und waagerechter Rotationsachse nachdreihbar, auf dessen waagerechte Präzessionsachse der vom Erdinduktor gespeiste Motor ein Drehmoment ausübt, derart, daß der Kreisel samt dem Erdinduktorrahmen um die lotrechte Achse präzediert.

Ein derart .aus einem Erdinduktorkompaß und einem im selben kardanisch aufgehängten Rahmen gelagerten Kreisel kombiniertes Instrument ist frei von dem trägen Arbeiten und der Zentrifugalschwingungswirkung, die man gewöhnlich bei Magnetkompassen findet, und ist ebenso stetig, wie dies ein Meiner Kreiselkompaß gleicher Größe wäre. Da aber der Kreisel nich,tpendelnd ausgebildet ist und drei Freiheitsgrade hat, so ist das Instrument nicht mit den üblichen Fehlern und Schwierigkeiten behaftet, die sich bei Kreiselkompassen durch die Beschleunigungskräfte ergeben·, welche auf dem Rollen, Stampfen, Bogenfahren und Geschwindigkeitswechsel beruhen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.

Fig. ι ist eine Vorderansicht, zum Teil im Schnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Kreiseleinheit allein, zum Teil im Schnitt,

Fig. 3 eine Sonderdarstellung einer Flüs- ■ sigkeitsstandeinrichtung zum Verhindern einer Neigung des Gyroskops um einen zu großen Winkel,

Fig. 4 eine entsprechende Darstellung einer anderen Form der Kreiseleinheit mit Luft- ■ strahleinrichtung zum Begrenzen seiner Neiging,

Fig. 5 eine Sonder dar stellung der Luftstrahleinrichtung nach Fig. 4.

Wie bekannt, besteht der Erdinduktorrichtweiser gewöhnlich aus einem elektrischen

Anker, der mit hoher Geschwindigkeit in der waagerechten Komponente des erdmagnetischen Feldes gedreht wird. Der Anker dreht sich daher um eine lotrechte Drehachse und hat keine Pole oder doch wenigstens keine bewickelten Pole. Der durch die Drehung des Ankers erzeugte Strom wird gewöhnlich zu einem Nullablesungsanzeiger geleitet, und die Bürsten werden so im Azimut eingestellt, daß ίο der Anzeiger Null anzeigt. Laut Zeichnung ist andererseits der elektrische Anker ι in einem Rahmen 2 an dessen oberem Teil in einem reibungsarmen Lager 3 drehbar gelagert. Der Anker hat irgendeine übliche Art von Kollektoreinrichtung, ζ. B. den Kommutator 4 mit Bürsten 5, die hier am Rahmen 2 befestigt sind. Der Anker wird z. B. durch einen Vielphasenmotor 6 gedreht, dessen Anker oder Läufer an der Welle 7 des Erdinduktorankers 1 angebracht ist. - Vorzugsweise ist dem Motor ein Schwungrad 8 einverleibt, so daß er auch als Gyroskop wirkt, um den Rahmen 2 um seine waagerechten Stützungsachsen zu stabilisieren. Der Rahmen 2 ist um eine lotrechte Achse drehbar gelagert, indem er z. B. an einem reibungsarmen Lager 9 im Stern 10 aufgehängt ist, der wiederum um die waagerechte Achse 11 im Kardanring 12 schwingbar gelagert ist, der um eine zur Achse 11 rechtwinklige Achse in einem festen Ring 13 schwingbar gelagert ist.

In dem Rahmen ist auch das Gyroskop 14 gelagert. Sein Schwingungskörper ist vorzügsweise mit seiner waagerechten Rotationsachse 15 in der Kappe 14 gelagert, die wiederum um die waagerechte Präzessionsachse 16 schwingbar im Rahmen 2 gelagert ist. Das Gyroskop ist daher frei zur Drehung sowohl um die waagerechte Achse 16 wie um die lotrechte Achse des Rahmens 2.

Die Erfindung sieht auch von der Stromlieferung des Erdinduktorkompasses gesteuerte Hilfsmittel zur Ausübung von Drehmomenten in beidenRichtungenum die waage- ;4 rechte Achse 16 des Gyroskops vor. Laut Zeichnung wird die Stromlieferung des Erdinduktorkompasses durch eine vorzugsweise aus Elektronenröhren bestehende Verstärkereinheit 17 zu der das Drehmoment ausübenden Vorrichtung oder dem Motor 18 an der waagerechten Stützwelle 16' der Kreiselkappe geleitet.

Die Stellung des Rahmens 2 im Azimut kann in die Ferne vermöge Anordnung eines oder mehrerer Tochterkompasse 19, 19' übertragen werden, die in beliebiger Lage am Luftfahrzeug anbringbar sind und von einem beliebigen Tochtermotor 20 betrieben werden. Diese Motoren werden von einem Geber 21 betrieben, der unmittelbar vom Rahmen 2 angetrieben werden kann, indem z. B. ein daran befindliches Ritzel 22 mit einem Zahnrad 23 kämmt, das an der unteren Fläche der Kompaßrose 24 befestigt ist, die ihrerseits an der Welle 9' des Rahmens 2 lagert. Offensichtlich kann der Geber durch eine beliebige Type einer Nachdreheinrichtung getrieben werden, wenn man den Rahmen 2 und Kreisel 14 von dieser Belastung frei halten will.

Wie schon erwähnt, sind vorzugsweise Hilfsmittel vorgesehen, um zu verhindern, daß das Gyroskop 14 um mehr als einen vorbestimmten Betrag geneigt wird, so daß es seine Wirksamkeit nicht verlieren kann. Die hierzu vorgesehene Einrichtung nach Fig. 2 und 3 dient dazu, das Gyroskop zu zentrieren oder durch Einkreisung abzufangen. An der Kreiselkappe ist eine Pendelvorrichtung oder Flüssigkeitsstandvorrichtung 41 vorgesehen, die aus einem Paar von Flüssigkeitsbehältern 42, 43 bestehen kann, die durch ein enges Rohr 44 verbunden sind und Quecksilber enthalten. Diese Behälter sind mit Kontakten 45 versehen, mit denen das Quecksilber in Berührung tritt, wenn die Vorrichtung um mehr als ein bestimmtes Maß geneigt wird. Dadurch wird ein Stromkreis durch ein Solenoid 25 geschlossen, das, wenn es erregt wird, einen Anker 26 anzieht und den becherförmigen Fangkörper 27 in Eingriff mit einem axialen Vorsprung 28 an der Kreiselkappe bewegt, wodurch der Kreisel zentriert, d. h. seine Achse 15 wieder horizontal eingestellt wird. Ein einstellbares Gewicht 29 zur Breitenkorrektion ist auch am Gyroskop angebracht.

Nach der anderen Ausführungsform der Einrichtung zum Horizontalstellen der Gyroskopachse gemäß Fig. 4 und 5 hat ein Ende der Kreiselkappe eine axiale Bohrung 29', die in eine Ouerbohrung 30 übergeht, die sich quer durch das Gehäuse erstreckt. Ein Absperrventil 31 kann gegebenenfalls in der Bohrung 29' vorgesehen sein. Die Drehung des Rotors erzeugt einen Luftdruck im Gehäuse, so daß Luft in gleichem Maße durch die offenen Enden der Bohrung 30 ausgeblasen wird, wenn diese beide unabgedeckt gelassen werden. An jedem offenen Ende dieser Bohrung ist aber ein Schild 32, 33 vorgesehen, deren eines abwärts und deren anderes aufwärts ragt. Diese Schilde sind vorzugsweise an einem gewöhnlich lotrechten Gliede, hier dem Rahmen 2 oder dem lotrechten Ring, befestigt. Schild 32 ragt vom Rahmen 2 abwärts und Schild 33 aufwärts. Vorzugsweise sind, wenn das Gyroskop waagerecht ist, beide Enden der Bohrung 30 verschlossen, so daß keine Luft entweicht und kein Drehmoment am Gyroskop ausgeübt wird. Wenn aber der Kreisel um mehr als

ein bestimmtes Maß geneigt wird, so wird eine der öffnungen freigelegt, was eine Reaktion am Gyroskop um die senkrechte Achse in der richtigen Richtung ergibt, um eine Präzession um die Waagerechte zu verursachen und das Gyroskop wieder ungefähr waagerecht zu stellen, ohne seine Einstellung im Azimut zu stören.

Die Wirkung des neuen Erdirtduktorkompasses ist wie folgt: Angenommen, die Vorrichtung sei im magnetischen Meridian, so liegen die Bürsten 5 dann im wesentlichen in der Richtung Nord-Süd, und wenn der Phasenverschiebung genügend Rechnung getragen ist, wie bei Einstellung der Bürsten eines Elektromotors, so wird keine elektromotorische Kraft erzeugt und kein Drehmoment am Gyroskop ausgeübt. Tritt aber eine Abweichung, z.B. nach Westen, ein, so wird eine

ao elektromotorische Kraft in einer Richtung erzeugt, wird in der Einheit 17 verstärkt und verursacht ein Drehmoment am Gyroskop um seine waagerechte Präzessionsachse in der richtigen Richtung, um den Rahmen 2 zurück auf den Meridian zu bringen. Ein gleicher, aber entgegengesetzter Effekt tritt bei Deviation nach Osten auf. Die Vorrichtung zeigt daher genau den magnetischen Meridian an.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Erdinduktorkompaß, dessen Anker um eine lotrechte Achse umläuft und dessen Nordlinie durch den im Erdinduktor erzeugten Strom mittels eines Motors und einer Nachdrehvorrichtung selbsttätig in die magnetische Nord-Süd-Linie eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der kardanisch aufgehängte Erdinduktorrahmen (2) mittels eines als Servomotor wirkenden Kreisels (14) mit drei Freiheitsgraden und waagerechter Rotationsachse (15) nachdrehbar ist, auf dessen waagerechte Präzessionsachse (16) der vom Erdinduktor (1) gespeiste Motor (18) ein Drehmoment ausübt, derart, daß der Kreisel (14) samt dem Erdinduktorrahmen um die lotrechte Achse präzediert.
2. 2. Erdinduktorkompaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der'vomErdinduktor (1) gespeiste Motor (18) auf dem Erdinduktorrahmen (2) angeordnet ist.
3. 3. Erdinduktorkompaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker des den Erdinduktor treibenden Elektromotors (6) als Schwungrad (8) ausgebildet ist.
4. 4. Erdinduktorkompaß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (5) des Erdinduktors am Rahmen (2) angebracht sind.
5. 5. Erdinduktorkompaß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsachse (15) des Kreisels (14) durch eine an sich bekannte Einrichtung an übergroßem Ausschlag verhindert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen