DE670021C - Kreiselpendel fuer Fahrzeuge - Google Patents

Kreiselpendel fuer Fahrzeuge

Info

Publication number
DE670021C
DE670021C DEB162744D DEB0162744D DE670021C DE 670021 C DE670021 C DE 670021C DE B162744 D DEB162744 D DE B162744D DE B0162744 D DEB0162744 D DE B0162744D DE 670021 C DE670021 C DE 670021C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotation
axis
gyro
vehicle
earth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEB162744D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens APP und Maschinen GmbH
Original Assignee
Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens APP und Maschinen GmbH filed Critical Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority to DEB162744D priority Critical patent/DE670021C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE670021C publication Critical patent/DE670021C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02Rotary gyroscopes
    • G01C19/34Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
    • G01C19/38Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Description

  • Kreiselpendel für Fahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Kreiseleinrichtung, die auf Fahrzeugen zur Messung der absoluten Fahrtwerte (über Grund) Verwendung finden soll. Es sind bereits hierzu dienende Kreiselgeräte bekannt, bei denen ein Kreisel mit waagerechter Umlaufachse sowohl durch ein Hilfskreiselsystem (Kreiselkompaß) von dem Einfluß der Fahrzeugdrehung als auch durch ein Kraftsystem von der Einwirkung der Erdrotation befreit ist, so daß seine Anzeigevorrichtung lediglich die wahre jeweilige Bewegungsrichtung des Fahrzeuges anzuzeigen vermag. Auf einen zweiten Kreisel mit ebenfalls waagerechter Umlaufachse, der gleichfalls der Fahrzeugdrehung und der Einwirkung der Erdrotation entzogen ist, wird außerdem ein Drehmoment ausgeübt, das die Umlaufachse dieses Kreisels in die Fahrtrichtung über Grund, also senkrecht zur Richtung der Umlaufachse des ersten Kreisels, einstellt. Der zweite Kreisel ist somit auch dem Einfluß der scheinbaren (durch die Fahrt bedingten) Erddrehung entzogen. Das hierfür erforderliche Drehmoment dient als Maß für die wahre Fahrtgeschwindigkeit.
  • Für die Messung der Übergrundgeschwindigkeit eines Fahrzeuges, z. B. eines Schiffs, ist ferner bereits eine Einrichtung vorgeschlagen worden, bei welcher die für die Ermittlung der Übergrundgeschwindigkeit ohnehin erforderliche Kreiselanordnung zugleich als Gerät zur Bildung des für die genaue Messung der Übergrundgeschwindigkeit erforderlichen Horizontes ausgebildet ist. In einem um eine quer zur Fahrtrichtung liegende Achse schwingbar gelagerten Pendelrahmen sind dabei mehrere (vorzugsweise zwei) parallelachsige, jedoch gegenläufige Kreisel gleicher Impulse angeordnet, derart, daß diese Kreisel unter dem Einfluß des infolge der Erddrehung an dem Pendelrahmen wirksam werdenden Moments der Schwerkraft präzedieren. Es wird nun durch entsprechende Beeinflussung der an dem Pendelrahmen gelagerten Kreisel außer dem Moment der wahren Erddrehung auch noch das Moment der scheinbaren (durch die Fahrt bedingten) Erddrehung derart kompensiert, daß der Pendelrahmen dauernd um seine Schwingachse genau stabilisiert bleibt. Das letztere Moment ist dann ein Maß für die Geschwindigkeit, welche das Fahrzeug über Grund besitzt.
  • Die Erfindung betrifft ein Kreiselpendel mit zwei gegen den Einfluß der wahren Erddrehung kompensierten Kreiseln mit horizontalen, zueinander senkrechten Umlaufachsen und ist dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kreisel mit jeweils einem Präzessionsfreiheitsgrad in einem gemeinsamen, kardanisch aufgehängten Rahmen gelagert sind, der infolge seiner so erzielten Stabilisierung um zwei waagerechte, zueinander senkrechte Achsen den wahren Horizont angibt.
  • Der eine der beiden Kreisel stabilisiert dann den Horizont beispielsweise gegen Schwankungen des Fahrzeuges um dessen Längsachse, während der andere die Schwankungen des Fahrzeuges um die Querachse an dem Horizont ausgleicht. Die Orientierung der Drehachsen beider Kreisel läßt sich in bekannter Weise z. B. dadurch erreichen, daß an dem einen Kreisel lediglich die wahre Erddrehung kompensiert wird, so daß dieser sich mit seiner Drehachse quer zur Kursrichtung über Grund einstellt, während an dem anderen Kreisel außer der wahren Erddrehung auch noch die durch die Fahrgeschwindigkeit bedingte scheinbare Erddrehung ausgeglichen wird, etwa in der Form, daß auf seine Präzessionsachse ein der Normalgeschwindigkeit des Fahrzeuges entsprechendes Moment ausgeübt wird, wodurch die Drehachse dieses zweiten Kreisels so lange in der Fahrtrichtung, oder genauer gesagt, in einer durch die Fahrzeuglängsachse gelegten Vertikalebene gehalten wird, wie die Geschwindigkeit über Grund mit dieser Normalgeschwindigkeit übereinstimmt. Präzediert dann der zweite Kreisel trotzdem aus seiner Nullstellung heraus, so ist der Präzessionswinkel ein Maß für die Abweichung der augenblicklichen Fahrgeschwindigkeit über Grund von der kompensierten Normalgeschwindigkeit des Fahrzeuges, welche selbstverständlich die Normalgeschwindigkeit des Fahrzeuges in dem tragenden Medium, bei Flugzeugen also die Fahrtgeschwindigkeit ist. Der erstere der beiden Kreisel, an welchem nur der Einfluß der wahren Erddrehung kompensiert ist, kann sich mit seiner Drehachse stets frei quer zur Fahrtrichtung über Grund einstellen. Weicht also die Richtung dieser Drehachse von der Querrichtung des Fahrzeuges ab, so ist der Abweichungswinkel ein Maß für die Abtrift des Fahrzeuges von dem gesteuerten Kurs.
  • Während im vorerwähnten Falle die Drehachsen beider Kreisel ungefähr parallel zur Längsachse bzw. Querachse des Fahrzeuges liegen, kann ihre Orientierung auch so getroffen sein, daß die Drehachse des einen Stabilisierungskreisels angenähert in der Ostwestrichtung und die Drehachse des zweiten Stabilisierungskreisels angenähert in der Nordsüdrichtung gehalten wird. Es ist dazu erforderlich, die Kreisel durch Federn o. dgl. an diese Richtungen leicht zu fesseln; außerdem muß natürlich auch wieder das aus der Erddrehung resultierende Richtmoment an ihnen kompensiert sein. Da auf die Kreisel dann lediglich wieder das aus der Fahrt resultierende Richtmoment der scheinbaren Erddrehung zur Einwirkung kommt, so ist ersichtlich, daß die Kreisel entgegen der Kraft ihrer Fesselungsfedern um einen Winkel präzedieren,-der beim einen Kreisel proportional der Fahrgeschwindigkeit in der Nordsüdrichtung und beim anderen Kreisel proportional der Fahrgeschwindigkeit in der Ostwestrichtung ist. Aus diesen Komponenten läßt sich dann die wahre Fahrt über Grund gemäß Größe und Richtung bestimmen.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden an zwei in der Zeichnung schematisch angegebenen Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Fig. i zeigt eine Vorderansicht und Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Kreiselpendel, das zu den Fahrzeugachsen orientiert steht. Die Fig. 3 und d. zeigen in Vorderansicht bzw. in Draufsicht ein relativ zum Fahrzeug mit der Nordsüdrichtung drehbares Kreiselpendel, dessen Kreisel mit ihren Drehachsen an die Nordsüd- bzw. Ostwestrichtung gebunden sind.
  • In Fig. i und 2 ist der Pendelrahmen R, welcher die gesamte -Kreiselanordnung enthält, mittels Zapfen z1, in dem Kardanring r gelagert, der seinerseits mittels Zapfen z2 in den auf dem Fahrzeug beispielsweise in Richtung der Längsachse angeordneten Stützen s1 und s. ruht. Die Richtung in Längsachse des Fahrzeuges ist in Fig. 2 durch einen Pfeil P angedeutet. Die Lage des Schwerpunktes des gesamten Kreiselpendels ist so gewählt, daß das Kreiselpendel eine Schwingungsdauer von nur wenigen Minuten hat, so daß es gegen die kurzperiodischen Beschleunigungen, die infolge der Schwankungen des Fahrzeuges um die Längs- oder Querachse auftreten, unempfindlich ist. Die erwähnte kurze Schwingungsdauer ist insbesondere für Kreiselpendel auf Fahrzeugen erwünscht, da diese sehr schnell betriebsklar sein müssen.
  • In dem Pendelrahmen R sind die vertikalen Präzessionszapfen cl und c2 der Kreisel 111 und K, gelagert. Die Drehachsen a1 und a= beider Kreisel liegen horizontal und sind zueinander um etwa 9o ° verdreht. An dem Kreisel K2 ist mittels einer elektrischen Drehspule S, die beispielsweise nach Art der bekannten Deprezspule ausgebildet ist, der Einfluß der wahren Erddrehung kompensiert. Die Spule erhält zu diesem Zweck unter Berücksichtigung des Winkels zwischen der vom Fahrzeug gesteuerten Kursrichtung und dem Meridian eine Erregung proportional der Winkelgeschwindigkeit der Erde. Diese Kompensation ist an sich bekannt. Der Kreisel K. ist demnach, solange das Kreiselpendel auf der Erde ortsfest ist, völlig richtungslos. Bewegt sich jedoch das Kreiselpendel mit dem Fahrzeug um die Erde, so wirkt auf den Kreisel K2 die durch die Fahrgeschwindigkeit bedingte, sogenannte scheinbare Erddrehung in der Weise ein, daß die Drehachse a2 des Kreisels K, sich parallel zu der Achse der scheinbaren Erddrehung, also quer zur Fahrtrichtung über Grund, einstellt. Solange die Fahrtrichtung über Grund mit der Richtung der Fahrzeuglängsachse zusammenfällt, wird demnach die Drehachse des Kreisels K2 in einer senkrecht zur Fahrzeuglängsachse liegenden Ebene verbleiben. Sobald jedoch aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise durch eine Strömung des das Fahrzeug tragenden Mediums, die Fahrtrichtung über Grund nicht mehr mit der Richtung der Fahrzeuglängsachse zusammenfällt, wird die Drehachse a. -des Kreisels K. ihre Nullstellung verlassen und sich relativ zu der durch die Zapfen z1 verkörperten Querrichtung des Fahrzeuges um einen Winkel drehen, welcher der Abweichung der Fahrtrichtung von der Richtung der Fahrzeuglängsachse entspricht. Dieser sogenannte Abtriftwinkel wird durch den auf der Präzessionsachse des Kreisels K., befestigten Zeiger b gegenüber der auf- dem Rahmen R vorgesehenen Skala b' angezeigt. Er könnte auch durch einen auf dem Präzessionszapfen c2 des Kreisels K2 angeordneten elektrischen Fernmeldegeber zu anderen Stellen des Flugzeuges, beispielsweise zum Führersitz hin, übertragen werden. Da praktisch der Abtriftswinkel in der Regel nur sehr klein ist, so bleibt der Kreisel K2 stets in der Lage, den Horizont gegen Schwankungen des Fahrzeuges um die Längsachse (--,-z,) zu stabilisieren.
  • An dem Kreisel K1 ist der Einfluß der wahren Erddrehung ebenfalls in an sich bekannter Weise durch eine Feder f kompensiert, welche einerseits an einem auf dem Präzessionszapfen cl des Kreisels K1 befestigten Hebelarm d und andererseits an einem auf einer Kreisführung e verstellbaren Schieber e1 angreift. In der gezeichneten Nullstellung des Schiebers et, in welcher die Richtung der Federkraft mit der Richtung des Hebelarms d zusammenfällt, wird auf die Präzessionsachse des Kreisels K1 kein Moment übertragen. Durch Verstellen des Schiebers e1 auf der Kreisführung e beispielsweise in die punktiert eingezeichnete Lage hat man es in der Hand, auf die Präzessionsachse des Kreisels ein beliebig großes Moment auszuüben. Dieses ist bei dem Kreisel K1 zunächst einmal so gewählt, daß dadurch das Richtmoment kompensiert wird, welches infolge der wahren Erddrehung auf die Drehachse des Kreisels K1 dann zur Einwirkung kommt, wenn diese Drehachse in der gezeichneten .Weise in Fahrtrichtung steht. Dieses Richtmoment muß in irgendeiner bekannten Weise bestimmt werden, und es ist ebenso wie dasjenige, welches an dem Kreisel K2 zu kompensieren ist, abhängig von der Kursrichtung zum Heridian und der Drehgeschwindigkeit der Erde in derjenigen geographischen Breite, auf welcher sich das Fahrzeug gerade befindet.
  • Mit der Feder f wird jedoch nicht nur der Ein,fluß der wahren, sondern auch noch der Einfluß einer bestimmten scheinbaren Erddrehung an dem Kreisel K1 kompensiert. Zu diesem Zweck wird das Richtmoment errechnet, welches bei einer normalen Fahrgeschwindigkeit infolge der scheinbaren Erddrehung auf den Kreisel K1 zur Einwirkung kommt, und zwar immer für den Fall, daß die Drehachse a1 des Kreisels K1 in der Fahrtrichtung liegt. Dieses Richtmoment kann durch eine weitere Feder oder zweckmäßig ebenfalls durch dieselbe Feder f ausgeglichen werden, mit der auch die wahre Erddrehung kompensiert wird. Danach ist dann der Kreisel K1 vollkommen richtungslos, wenn das Fahrzeug diejenige Normalgeschwindigkeit,beispielsweise 2oo km, für welche die Kompensation vorgenommen wurde, nicht nur-in dem tragenden Medium, sondern auch über Grund besitzt. Jede Abweichung der Fahrgeschwindigkeit über Grund von der genannten Normalgeschwindigkeit, welche beispielsweise durch Gegenwind o. dgl. bedingt sein kann, hat dann ein entsprechendes Richtmoment auf den Kreisel K, zur Folge, welches diesen Kreisel so zum Präzedieren bringen will, daß seine Drehachse a, sich parallel zur Fahrtrichtung über Grund einstellt. Letzteres ist jedoch nicht möglich, da die Präzession des Kreisels K1 durch die Feder f gefesselt ist. Der Kreisel kann demnach nur um einen Winkel präzedieren, welcher dem sich aus der Abweichung zwischen der Fahrgeschwindigkeit über Grund und der Normalgeschwindigkeit ergebenden Präzessionsmoment entspricht. Die Präzession des Kreisels ist also unmittelbar ein Maß für diese Abweichung. Der auf dem Präzessionszapfen cl des Kreisels K1 angeordnete Zeiger g zeigt demnach an der mit dem Pendelrahmen verbundenen Skala g' die Abweichung der Fahrgeschwindigkeit über Grund von der normalen Fahrgeschwindigkeit (relativ zum tragenden Medium) an, wobei die Skala g' entsprechend der Fahrgeschwindigkeit geeicht ist.
  • Solange 'das Fahrzeug z. B. nach einem Kompaß einen bestimmten Kurs verfolgt, steht demnach die Drehachse des Kreisels K1 angenähert in dieser Kursrichtung und die Drehachse a, des Kreisels K2 angenähert senkrecht zu dieser Kursrichtung, so daß der erste Kreisel den Horizont gegen Schwankungen des Fahrzeuges um dessen Querachse und der zweite Kreisel den Horizont gegen Schwankungen des Fahrzeuges um dessen Längsachse stabilisiert. Beim Übergang auf einen neuen Kurs ist es erforderlich, die Drehachse des Kreisels K1 in die neue Kursrichtung zu bringen. Dies erfolgt durch ein künstlich auf das Kreiselpendel um dessen Achse z,-z, zur Einwirkung gebrachtes Moment, welches beispielsweise durch den punktiert eingezeichneten Momenterzeuger D oder dadurch erzeugt wird, daß an dem Kreiselrahmen ein Gewicht K an der Führung k aus der gezeichneten Mittellage in der einen oder anderen Richtung (je nach der Richtung der zu fliegenden Kurve) verschoben wird. Infolge dieses vom Fahrzeugführer von Hand einzuregelnden Momentes präzediert der Kreisel K1 in die neue Kursrichtung. Dieses Moment einerseits und die Lage des Schwerpunktes des Kreisels K1 relativ zum Aufhängepunkt andererseits sind so gegeneinander abgestimmt, daß die Präzessionsgeschwindigket des Kreisels K1, mit welcher seine Drehachse a1 dem neuen Kurs zustrebt, genau übereinstimmt mit der Drehgeschwindigkeit, welche das Fahrzeug in der Kurve hat. Dadurch wird erreicht, daß der Kreisel K1 auch im Kurvenflug seine Lage relativ zum Pendelrahmen R beibehält. Der Kreisel K1 dreht sich demnach in den Lagern seiner Präzessionszapfen cl überhaupt nicht, weshalb seine Lage störende Reibungseinflüsse nicht auftreten.
  • Hier sei bemerkt, daß die Präzessionsgeschwindigkeit, mit der die Drehachse des Kreisels K1 in den neuen Kurs übergeht, deswegen der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeuges sehr leicht angepaßt werden kann, weil sowohl bei Schiffen wie auch bei Flugzeugen für eine bestimmte Type die relative Fahrgeschwindigkeit in allen Fällen nahezu konstant und damit vorher bekannt ist. Die Drehgeschwindigkeit ist unabhängig von" der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit über Grund, vielmehr lediglich bestimmt durch die mit hinreichender Genauigkeit als konstant anzusehende relative Fahrgeschwindigkeit, bei Flugzeugen also proportional der Fahrtwindgeschwindigkeit.
  • Da die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges auch beim Übergang auf einen neuen Kurs konstant ist, läßt sich auch beim Kreisel K2 erreichen, daß dieser im Kurvenflug mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie das Fahrzeug in die neue Lage präzediert. Das Moment, welches den Kreisel K2 beim Übergang auf einen neuen Kurs zum Präzedieren bringt, wird bekanntlich von der auf das Kreiselpendel in der Kurve einwirkenden Zentrifugalkraft erzeugt. Dieses Zentrifugalmoment wirkt um die äußeren Kardanzapfen z2 des Kreiselpendels und verursacht je nach der Krümmungsrichtung der Kurve eine Präzession des Kreisels I<2 in dem einen oder anderen Sinne derart, daß der Kreisel K2 sich in demselben Sinne dreht wie das Flugzeug. Der Abstand des Schwerpunktes des Kreiselpendels von dem Schnittpunkt der beiden Kardanachsen z1 und z2, der z. B. durch ein an dem Pendelrahmen in vertikaler Richtung verschiebbares Gewicht einstellbar sein kann, ist nun so gewählt, daß das Moment der am Schwerpunkt angreifenden, der Winkelgeschwindigkeit und der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges proportionalen Zentrifugalkraft gerade eine solche Präzessionsgeschwindigkeit des Kreisels K2 hervorruft, daß der Kreisel K2 relativ zu dem sich mit -dem Flugzeug drehenden Pendelrahmen R seine Lage beibehält. Durch die Walil des Schwerpunktabstandes wird also erreicht, daß der Kreisel K2 ebenso schnell präzediert, wie das Flugzeug sich in der Kurve dreht. Auch dadurch wird wiederum vermieden, daß infolge Drehung der Zapfen c_ in den Präzessionslagern schädliche Reibungseinflüsse auf den Kreisel K, zur Einwirkung kommen.
  • Die der Abweichung der Fahrgeschwindigkeit über Grund von der Normalgeschwindigkeit des Fahrzeuges bzw. der Abtrift des Fahrzeuges entsprechenden Ausschläge der Kreisel K1 und K. können unmittelbar beobachtet werden oder auch durch elektrische Fernübertragungssysteme zur Fernanzeige gelangen. Ebenso können die dem Schlinger-und Stampfwin.kel entsprechenden Drehungen der inneren bzw. äußeren Kardanzapfen z1 bzw. z2 durch mit diesen Zapfen verbundene Zeiger eil bzw. v1 gegenüber an den Zapfenlagern vorgesehenen Skalen u2 bzw. v2 zur Anzeige oder auch durch mit den Zapfen verbundene elektrische Geber zur Fernanzeige gebracht werden.
  • Bei der in Fig. 3 und 4 schematisch angegebenen Ausführung sind die beiden Kreisel K1 und K2 wiederum mit ihrem vertikalen Präzessionszapfen cl bzw. c2 in dem kardanisch aufgehängten Pendelrahmen R gelagert. Hierbei stehen jedoch die Stützen s1 und s2 der äußeren Kardanzapfen auf dem Fahrzeug nicht fest; sie sind vielmehr auf einer Drehscheibe L angeordnet, die parallel zur Fahrzeugplattform liegt und mittels einer an ihrem Umfang vorgesehenen Schneckenverzahnung und der darin eingreifenden Schnecke f von dem Motor m stets so gedreht wird, daß die äußeren Kardanzapfen z2 in der Nordsüdrichtung liegen. Der Motor - in wird zu diesem Zweck z. B. von dem als Kontaktorgan ausgebildeten Zeiger t eines Kompasses oder Tochterkompasses .gesteuert, der zwischen zwei an dem Kompaßgehäuse angeordneten Gegenkontakten t1 und t2 spielt. Das Kompaßgehäuse wird dabei von dem Motor in über Kegelräder n und Schnecken, nachgedreht, wobei der Motor gleichzeitig das Kreiselpendel entsprechend dreht.
  • In Fig. 4 gibt der Pfeil P wieder die Fahrtrichtung an, während der Pfeil N die Nordsüdrichtung zeigt. An beiden ;Kreiseln K1 und K2 ist das infolge der wahren Erddrehung entstehende Richtmoment durch nach Art der bekannten Deprezspulen ausgebildete elektromagnetische Momenterzeuger q1, q2 ausgeglichen, so daß die Kreisel richtkraftlos sind, solange das Fahrzeug sich nicht bewegt. Infolge der Fahrt in Richtung des Pfeiles P wirkt auf die Kreisel K1 und K2 ein Richtmoment der Schwerkraft ein. Unter dessen Einfluß sind die Kreisel bestrebt, sich mit ihren Drehachsen a1 und a2 quer zur Fahrtrichtung über Grund einzuschwingen. Sie werden daran jedoch durch die Federn f l bzw. 12 gehindert, die einerseits an dem Pendelrahmen R und andererseits an dem auf der Präzessionsachse jedes Kreisels befestigten Doppelhebel o1 bzw. o2 angreifen. Die Federn f1 fesseln die Drehachse des Kreisels K1 an die Nordsüdrichtung, während die Federn f., die Drehachse des Kreisels K2 in der Ostwestrichtung zu erhalten suchen. Diese Fesselung kann sehr gering sein. Während der Fahrt wirkt nun auf den Kreisel K1 ein der Fahrgeschwindigkeit in der Nordsüdrichtung entsprechendes Richtmoment und auf den Kreisel K2 ein der Fahrgeschwindigkeit in der Ostwestrichtung entsprechendes Richtmoment ein, denen zufolge die Kreisel K1 und K2 entgegen den Kräften der Federn f1 bzw. f2 um einen Winkel präzedieren, der beim Kreisel K1 der Fahrgeschwindigkeit in der Nordsüdrichtung und beim Kreisel K2 der Fahrgeschwindigkeit in der Ostwestrichtung entspricht. Diese Winkel werden mittels der an den Präzessionszapfen angeordneten Zeiger g und b gegenüber den Geschwindigkeitsteilungen g' und b' zur Anzeige gebracht. Sie können statt dessen auch wiederum durch Fernmeldegeber zur Fernanzeige gelangen.
  • Das mit dem Momenterzeuger q1 und q2 auszugleichende Richtmoment der wahren Erddrehung ist in diesem Falle unabhängig von der Kursrichtung gegenüber dem Meridian, cla die Kreisel zur Nordsüd- bzw. Ostwestrichtung festliegen.
  • L'nl zu erreichen, daß auch bei großen Fahrgeschwindigkeiten die Drehachsen a1 und a2 beider Kreisel in der für eine gute Stabilisierung des Horizontes erforderlichen Weise angenähert senkrecht zueinander bleiben, kann man bei beiden Anzeigekreiseln. K1 und K2 gelegentlich eine Verschiebung der Nullrichtung der Kreiselfesselung vornehmen. Wenn beispielsweise der Kreisel K1 auf Grund einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit in der Nordsüdrichtung um einen Winkel von 15° entgegen dem Uhrzeigersinn ausgeschlagen ist, könnte auf dem Rahmen R der Angriffspunkt der Federn f l auf einer Kreisführung um den Präzessionszapfer. cl um einen Winkel von 15° im Uhrzeigersinn verstellt werden, derart, daß der Kreisel K1 in die gezeichnete Nullage zurückgelangt. Gleichzeitig mit dem Angriffspunkt der Federn i, muß dabei auch die Skala g' um einen Winkel von 15° auf der Kreisführung im Uhrzeigersinn verstellt werden, weshalb der Angriffspunkt der Federn und die Skala mechanisch miteinander fest verbunden sein können. Trotz der Rückstellung des Kreisels in seine Mullage wird also der Zeiger g an seiner Skala stets die richtige Fahrgeschwindigkeit in der Nordsüdrichtung anzeigen. Eine gleichartige Rückstellung in die Nullage konnte auch beim Ostwestkreisel K2 vorgesehen sein. Die Verstellung des Angriffspunktes der Federn f1 und f2 und der Skalen g' und b' könnte auch selbsttätig durch einen Elektromagneten o. dgl. erfolgen, der durch einen bei einem Ausschlag von 15° vom Zeiger g bzw. b betätigten Kontakt eingeschaltet wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Auf Fahrzeugen aufgehängtes Kreiselpendel mit zwei gegen den Einfluß der wahren Erddrehung kompensierten Kreiseln mit horizontalen, zueinander senkrechten Umlaufachsen zur Ermittlung der Richtung und Größe der Fahrt über Grund, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kreisel (K1 und K2) mit jeweils einem Präzessionsfreiheitsgrad in einem gemeinsamen, kardanisch aufgehängten Rahmen gelagert sind, der infolge seiner so erzielten Stabilisierung um zwei waagerechte, zueinander senkrechte Achsen gleichzeitig den wahren Horizont angibt. z. Kreiselpendel nach Anspruch i, bei dem der eine dem Einfluß der wahren Erddrehung entzogene Kreisel sich mit seiner Umlaufachse quer zur Fahrtrichtung über Grund einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite, ebenfalls dem Einiluß der wahren Erddrehung entzogene Kreisel (K1) beispielsweise durch an seiner Präzessionsachse angreifende Federn mit einer der gewünschten Fahrgeschwindigkeit über Grund entsprechenden Kraft derart an eine Nullage, in welcher seine Umlaufachse in der Längsrichtung des Fahrzeuges liegt, elastisch gefesselt ist, daß seine Präzessionsausschläge den Unterschied zwischen der wirklichen Fahrgeschwindigkeit und der gewünschten Fahrgeschwindigkeit angeben. 3. Kreiselpendel nach Anspruch a, gekennzeichnet durch eine von Hand zu steuernde Vorrichtung, z. B. einen mit der quer zur Fahrtrichtung liegenden Kardanachse des Kreiselpendels verbundenen Momenterzeuger (D), zur Ausübung eines Momentes um eine senkrecht zur Umlaufachse des auch gegen die scheinbare Erddrehung kompensierten Kreisels (Ei) gerichtete Achse des Pendels, um die Umlaufachse (a1) dieses Kreisels in der Kurvenfahrt mit dem Fahrzeug zu drehen. q.. Kreiselpendel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Vorrichtung erzeugte Moment so gewählt ist, daß unter seinem Einfluß die Umlaufachse (a1) des auch gegen die scheinbare Erddrehung kompensierten Kreisels ebenso schnell in den neuen Kurs präzediert, wie das Fahrzeug sich in .der Kurve dreht. 5. Kreiselpendel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein gesamtes Schweremoment (in # g # 1a) so gewählt ist, daß der lediglich gegen den Einfluß der wahren Erddrehung kompensierte Kreisel (h.,) unter der Einwirkung des in der Kurvenfahrt auftretenden Zentrifugalmomentes mit derselben Winkelgeschwindigkeit präzediert, mit der das Fahrzeug sich bei einer bestimmten konstanten relativen Fahrgeschwindigkeit in der Kurve dreht, so daß der Kreisel in der Kurvenfahrt relativ zu der Aufhängevorrichtung des Kreiselpendels und demnach auch relativ zum Fahrzeug seine Lage beibehält. 6. Kreiselpendel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sein Schweremoment durch ein am Kreiselpendel in vertikaler Richtung verschiebbares Gewicht in an sich bekannter Weise veränderbar ist. 7. Kreiselpendel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß es durch eine auf seine als Drehscheibe ausgebildete Grundplatte arbeitende Antriebsvorrichtung, z. B. durch einen Motor, den Kursänderungen des Fahrzeuges entsprechend zurückgestellt wird, so daß die Lage der Umlaufachsen beider Stabilisierungskreisel unabhängig von den Kursänderungen des Fahrzeuges aufrechterhalten wird. S. Kreiselpendel nach Anspruch-7, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Pendel die Umlaufachse des einen Kreisels (hl) an die Nordsüdrichtung und die Umlaufachse des anderen Kreisels (K2) an die Ostwestrichtung mittels Federn o. dgl. leicht gefesselt ist. 9. Kreiselpendel nach Anspruch S, gekennzeichnet durch Mittel zur Verlegung der l\Tullrichtung, an welche die beiden Kreisel gefesselt sind, beispielsweise durch Verstellung des Angriffspunktes der Fesselungsfedern (f1 bzw. f2) und der Ableseskalen (g' bz-%v. b') entgegen der Richtung des Ausschlages der Kreisel.
DEB162744D 1933-10-15 1933-10-15 Kreiselpendel fuer Fahrzeuge Expired DE670021C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB162744D DE670021C (de) 1933-10-15 1933-10-15 Kreiselpendel fuer Fahrzeuge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB162744D DE670021C (de) 1933-10-15 1933-10-15 Kreiselpendel fuer Fahrzeuge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE670021C true DE670021C (de) 1939-01-10

Family

ID=7004825

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB162744D Expired DE670021C (de) 1933-10-15 1933-10-15 Kreiselpendel fuer Fahrzeuge

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE670021C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3006197A (en) * 1960-01-18 1961-10-31 Kenyon Lab Inc Stabilizing instrument

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3006197A (en) * 1960-01-18 1961-10-31 Kenyon Lab Inc Stabilizing instrument

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2836859A1 (de) Traegheitsrichtgeraet
DE600257C (de) Kreisel mit lotrechter Rotationsachse, insbesondere ein Kreiselhorizont
DE425954C (de) Gyroskopischer Kompass
DE670021C (de) Kreiselpendel fuer Fahrzeuge
DE845399C (de) Kreiselkompass
DE1928760C3 (de) Kreiselkompaß
DE2239439C3 (de) Kreiselkompaß
DE749842C (de) Auf der Wirkung des erdmagnetischen Feldes beruhender Kompass
DE646425C (de) Kreiselpendel zur Ermittlung des Lotes oder des Horizontes auf bewegter Plattform, insbesondere Fahrzeugen
DE768000C (de) Kreiselkompass
DE695683C (de) Kuenstlicher Kreiselquerhorizont fuer Fahrzeuge
DE678803C (de) Einrichtung zur selbsttaetigen Kurssteuerung von Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen
DE384596C (de) Gyroskopischer Navigationsapparat fuer Luft- und Wasserfahrzeuge
DE496898C (de) Vorrichtung zum waagerecht und beliebig gerichtet Erhalten eines bewegten Systems
DE929326C (de) Kreiselkompass
DE392826C (de) Kreiselkompass
DE411399C (de) Gyrostatischer Kompass fuer Schiffe und Luftfahrzeuge
DE556193C (de) Kreiselkompass mit motorisch nachgedrehtem Nachlaufsystem
DE599596C (de) Kreiselkompass fuer Fahrzeuge
DE447793C (de) Einrichtung zur Stabilisierung von Flugzeugen u. dgl.
DE2942452A1 (de) Kreiselanlage fuer fahrzeuge
DE196285C (de)
DE373393C (de) Lagenanzeiger fuer Flugzeuge, Schiffe und sonstige Gegenstaende
DE586194C (de) Kuenstlicher Kreiselhorizont mit Einrichtung zur Kompensation der Fahrt ueber Grund
DE883807C (de) Kreiselhorizont