DE693699C - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Richtungsanzeige auf Fahrzeugen mit einem von einem auf ein Kraftfeld ansprechenden Richtungsgeber überwachten Azimutkreisel, bei der vermittels' einer Verstelleinrichtung die an sich fahrzeugfesten sekundären Elemente der Impulsgeber des Azimutkreisels und des Richtungsgebers synchron und winkelgleich verstellbar sind.

»o In Verbindung mit einer Flugzeugselbststeuereinrichtung ist es bekannt, die sekundären Impulsgeberteile eines Azimutkreisels und eines denselben am Auswandern hindernden Magnetkompasses bei Vornahme von Kursänderungen gleichzeitig vermittels einer Handkurbel zu verstellen. Zur Verstellung der beiden Impulsgeber kann auch ein Elektromotor dienen, der in Abhängigkeit von einer Funkpeilempfangseinrichtung gesteuert

ao ist, wodurch bei Seitenwind dem Luftfahrzeug ein der Größe der Abtrift entsprechender Vorhaltewinkel gegeben werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Einrichtungen so zu verbessern,

as daß unabhängig von dem Vorhandensein einer selbsttätigen Steuerung die sekundären Impulsgeberelemente derart gesteuert werden, daß sie ihre azimutale Richtung beibehalten. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß die Verstelleinrichtung durch die in Abhängigkeit von der Stellung des Azimutkreisels gegebenen Impulse betätigt. Der gesteuerte Kurs kann so in einfacher Weise von an die Verstelleinrichtung in beliebiger Zahl unmittelbar oder mit Hilfe von Fernüberträgungssystemen angeschlossenen Anzeigeorganen abgelesen werden. Hierfür sieht man zweckmäßig an sich bekannte, gegenüber einem feststehenden Steuerstrich bewegliche Kursrosen vor.

Da es meist nicht gelingt, den zur Überwachung des Azimutkreisels vorgesehenen Kompaß für alle Kursrichtungen zu kompensieren, ist es zweckmäßig, zwischen dem Impulsgeber des Kompasses und dem des Azimutkreisels eine Einrichtung einzuschalten, die eine Verstellung der Phase der an sich fahrzeugfesten sekundären Elemente der Impulsgeber erlaubt. Mit Hilfe dieser Einrichtung, die als Differentialgetriebe ausgebildet sein kann, ist durch Änderungen der Phasenstellung der beiden Impulsgeber eine Ergänzung der magnetischen Kompensation leicht möglich.

Läßt man die bei Abweichung des Impulsgebers des Azimutkreisels aus der neutralen Stellung gegebenen Impulse auf einen Nachstellmotor einwirken, der eine Verdrehung der sekundären Teile der Impulsgeber bewirkt, bis der Impulsgeber des Azimutkreisels

in die neutrale Stellung gelangt, so erhält man eine Anordnung, die unabhängig von dem Vorhandensein einer selbsttätigen Kurssteuerung die Stellung des Kreisels über? S wacht.

In Verbindung mit einer selbsttätigen Kurssteuerung dienen die bei Abweichung des Azimutkreisels gegebenen Impulse in bekannter Weise zur Ausführung einer Fahrzeugdrehung, die so lange dauert, bis die Impulsgeber infolge dieser Drehung wieder in ihre neutrale Stellung gelangt sind. In diesem Falle werden also die sekundären Elemente der Impulsgeber mit dem Fahrzeug nachgesteuert. Kursänderungen können durch entsprechende Beeinflussung der für die Impulsgeber vorgesehenen Verstelleinrichtung vorgenommen werden. Dient zu deren Verstellung beispielsweise ein Elektromotor, so *o kann derselbe durch einen umsteuerbaren Schalter betätigt werden.

Um auf einem Fahrzeug, welches zeitweise

selbsttätig und zeitweise von Hand gesteuert wird, den Kreisel sowohl als Navigationsinstrument als auch als Steuerimpulsgeber verwenden zu können, ist es zweckmäßig, eine Vorrichtung vorzusehen, die eine wahlweise Beeinflussung des Nachstellmotors oder der Kurssteuereinrichtung durch die vom Impulsgeber des Azimutkreisels ausgeübten Impulse gestattet.

Eine solche wahlweise Beeinflussung kann beispielsweise durch einen Umschalter geschehen, andererseits läßt sich die Umschaltung auch dadurch bewirken, daß man den nicht benutzten Teil der Einrichtung durch Abschalten der sie betätigenden Hilfskraft außer Betrieb setzt. Sind hierbei jedoch Geräte vorgesehen, die nach Wiedereinschalten der Hilfskraft eine gewisse Anlaufzeit benötigen, so ist es zweckmäßiger, die Hilfs-' kraft nicht abzuschalten, sondern die Einrichtung kurzzuschließen und dadurch außer Betrieb zu setzen.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. In dieser ist 1 der Läufer eines Azimutkreisels, der durch Luftstrahlen angetrieben ist. Die Umlaufachse des Läufers ruht in horizontalen Lagern 2 und 3, die in dem Kreiselumlaufachsenträger 4 sitzen. Dieser ist in dem lotrechten Kardanrahmen 6 um die horizontale Achse 5 drehbar. Die lotrechte Achse 7 des Kardanrahmens ruht in den Lagern 8 und 9.

Der Kardanrahmen des Kreisels ist mit einem pneumatischen Impulsgeber 10 an sich bekannter Bauart versehen. Dieser besteht aus dem sekundären Element n mit den beiden Düsen 12, 13. Den Düsen wird Druckluft zugeführt vermittels eines Kompressors 14, der durch einen Elektromotor 15 angetrieben ist. Die Druckluft wird dem Impulsgeber über die Leitung 16 und einen Anschluß 17 zugeführt, der eine Drehung des Gehäuses :it zuläßt.

Gegenüber dem ersten Düsenpaar 12, 13 Hegt ein zweites 18,19, das die aus den Düsen 12, 13 austretende Luft ganz oder nur zum Teil auffängt, je nach der Stellung einer zwisehen den Düsenpaaren angeordneten abschirmenden Scheibe 20, die an der lotrechten Kardanachse des Kreisels befestigt ist. Die Scheibe 20 bildet also das primäre Element des Impulsgebers. Die von dem zweiten Düsenpaar aufgefangene Luft erzeugt in den Leitungen 21, 22 einen Differenzdruck, der diesen durch die nachgiebigen Verbindungen 21', 22' zugeführt wird.

Das Gehäuse 11 des Impulsgebers ι ο ist drehbar in einem fahrzeugfesten Träger 23 gelagert. Das Gehäuse ist mit einem Schneckenrad 24 versehen und kann durch die Schnecke 25 über die Welle 26 gedreht werden. Die Betriebs luft kann aus dem Gehäuse 11 durch eine Öffnung 27 ausströmen. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß durch den Impulsgeber 10 bei relativer Drehung des Fahrzeuges und des Kreisels in den Leitungen 21, 22 ein Differenzdruck entsteht, wobei die neutrale Stellung des Impulsgebers durch Drehung des Gehäuses 11 einstellbar ist. Zur Überwachung der Kreiselstellung dient in bekannter Weise ein Magnetkompaß, der in vereinfachter Form in der Zeichnung bei 28 dargestellt ist. Statt den Kreisel von einem Kompaß zu überwachen, kann dazu beispielsweise auch eine Funkpeilempfangseinrichtung dienen.

Der Kompaß 28 besteht aus einem Magnetsystem 29, das um eine lotrechte Achse 30 drehbar und mit einer Kompaßrose 31 versehen ist. Das Magnetsystem betätigt einen Impulsgeber 32 ähnlicher Bauart wie der des Azimutkreisels. Das Gehäuse 33 des Impulsgebers 32 ist gleichfalls gegen den fahrzeugfesten Träger 23 drehbar vermittels eines Schneckenrades 34 und einer Schnecke 35, die von dem umsteuerbaren Motor 37 über die Welle 36 angetrieben wird. no

Die beiden Wellen 26 und 36 stehen über eine Trennkupplung 43, 44 miteinander in Verbindung. Auf dem Teil 44 ist eine Skala angeordnet, der eine Marke des Teiles 43 egenübersitzt. Die azimutale Stellung des Gehäuses 11 kann auf einer Rose 46, die von der Welle 26 über ein Getriebe 47, 48 drehbar ist, abgelesen werden. Zur Ablesung der Rosenstellung dient eine fahrzeugfeste Marke 49.

Der Kreisel ist mit zwei Spulen 50, 51, die an dessen lotrechtem Rahmen 6 sitzen, aus-

gerüstet. In die Spulen hinein ragen zwei Eisenkerne 52, 53, die an der waagerechten Achse 5 des Kreiselumlaufachsenträgers 4 befestigt sind. Auf diese Weise ist es möglich, S ein Drehmoment um die Empfmdlichkeits-'achse des Kreisels durch stärkere Erregung der einen der beiden Spulen auszuüben und hierdurch eine Präzisionsbewegung des Kreisels um die Achse 7 hervorzurufen.
• ο Der elektrische Stromkreis zur Schaltung der Spulen besteht aus einer Batterie 55, die mit der gemeinsamen Klemme 56 der beiden Spulen und einem Kontaktarm 57 eines Spannungsteilers 58, 59 in Verbindung steht. In der «5 Mittelstellung des Kontakthebels 57 sind die beiden Spulen 50, 51 gleich stark stromdurchflossen, und es wird kein Drehmoment auf den Kreisel ausgeübt. Die Stellung des Kontaktarmes 57 wird von einer Membran 58', die in dem Gehäuse 59' sitzt, in Abhängigkeit von dem Impulsgeber 32 gesteuert. Durch einen Umschalter 60 steht in der gezeichneten Stellung der Impulsgeber 10 des Kreisels über Leitungen 61, 62 mit einem *5 Membrangehäuse 63 in Verbindung. Die in diesem eingeschlossene Membran 64 steuert ein druckmittelbetriebenes Strahlrohr 64', das in bekannter Weise zur Verstellung des Kolbens 65 eines Servomotors 66 zur Betätigung des Ruders 67 dient. Die Bewegung des Servomotors wird durch das Gestänge 68, 69 und die Blattfeder 70 auf das Strahlrohr rückgeführt.

Ein zweites Leitungspaar 71, 72, mit dem der Impulsgeber 10 durch Drehen des Umschalters 60 im Uhrzeigersinn verbunden werden kann, führt zu einem Membrangehäuse 91 mit der Membran 92, die einen Kontaktarm 93 bewegt. In -diesem sitzt eine Rolle 94, die in ihrer neutralen Stellung zwischen den Segmenten 95 und 96 auf einem isolierenden Zwischenstück ruht. Bei Bewegung der Kontaktrolle wird einer der beiden Stromkreise 97 oder 98 geschlossen, wodurch die Batte- *5 rie 99 den umsteuerbaren Motor 37 in dem einen oder anderen Sinn einschaltet. Weiterhin ist ein Kontaktpaar 102, 103 vorgesehen, das vermittels der Druckknopfschalter 100 und 101 betätigt werden kann, wodurch die So Stromkreise 97' bzw. 98' unter Spannung gesetzt werden. Die Druckknopfschalter liegen parallel zu der erstgenannten Kontakteinrichtung 93-96. Ein Unterbrechungs schalter 104, 105 gestattet, die Druckknopfschalter außer Betrieb zu setzen, wenn sich der Schalter 60 in der Anzeigestellung befindet.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende :

Steht der Umschalter 60 in der gezeich-

fio neten Stellung auf Selbststeuerung, so wird das Seitenruder von dem Impulsgeber 10 des Kreisels gesteuert, das für Aufrechterhaltung des eingestellten Kurses sorgt. Sofern der Azimutkreisel aus seiner azimutalen Lage auswandert, so wird infolge der hierdurch bedingten Kursabweichung von dem Impulsgeber 32 ein Differenzdruck auf die Membran 58' gegeben, wodurch das Verhältnis der beiden Widerstände 58, 59 geändert und ein entsprechendes Drehmoment um, die horizon- 7c tale Empfindlichkeitsachse 5 des Azimutkreisels gegeben wird. Infolgedessen präzediert der Kreisel so lange, bis er seine ursprüngliche azimutale Stellung wieder einnimmt.

Zum Zweck einer Kursänderung werden die beiden Impulsgeber 10 und 32 gleichzeitigverstellt. Dies geschieht bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage durch Drücken des Druckknopfschalters 100 bzw. 101, wodurch der Motor 37 in Umdrehung versetzt wird und die Wellen 26, 36 in der einen oder anderen Richtung so lange dreht, bis auf der Anzeigescheibe 46 der gewünschte neue Kurs erreicht ist. Das Fahrzeug folgt hierbei dieser Drehbewegung unmittelbar.

Wird die Vorrichtung zur Anzeige des Fahrzeugkurses benutzt, während das Fahrzeug von Hand gesteuert ist, so muß der Umschalter 60 auf »Anzeige« gelegt werden, wobei gleichzeitig die Kontakteinrichtung 100-103 außer Betrieb gesetzt wird. Bei jeder Drehung des Fahrzeuges und somit der sekundären Elemente der Impulsgeber 10 und 32 entsteht ein Differenzdruck, der von dem Impulsgeber 10 aus eine Verstellung des umsteuerbaren Motors 37 auslöst, welcher die sekundären Elemente de'r Impulsgeber so lange verstellt, bis deren neutrale Stellung wieder erreicht ist. Die sekundären Elemente 10 und 32 werden somit den kreisel- bzw. kompaßfesten Steuerscheiben nachgesteuert. Dabei zeigt die Rose 46 jeweils die wahre Richtung an, wodurch ein besonderer Kompaß überflüssig wird.

Um auch bei unzureichender Kompensation des Magnetsystems 29 auf dem jeweiligen Kurs eine richtige Anzeige zu ermöglichen, ist die Trennkupplung 43, 44 vorgesehen, vermittels der der in seiner Größe bekannte Anzeigefehler durch Drehen der Welle 36 gegenüber der Welle 26 einstellbar ist. Auf diese Weise kann z. B. auch die Deklination Berücksichtigung finden, so daß die Kursrose 46 nicht den' magnetischen, sondern den wahren geographischen Kurs anzeigt.

An Stelle der beiden Spulen 50, 51 zur Erzeugung der Drehmomente für die ■Nachsteuerung des Kreisels können auch in bekannter Weise entsprechende pneumatische Einrichtungen Verwendung finden. Gleichfalls kann die Umschaltung von »Selbststeuerung« auf »Anzeige« in anderer Weise erfolgen, z. B, da-

durch, daß die Membrangehäuse 63 und 91 dauernd mit den Leitungen 21 und 22 in Verbindung bleiben, während die Druckmittelzufuhr zu dem Strahlrohr 64' unterbrochen und die Batterie 99 von der Schalteinrichtung 100-103 getrennt wird.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ' 1. Einrichtung zur Richtungsanzeige auf Fahrzeugen unter Verwendung eines auf die Richtung eines Kraftfeldes, z. B. der magnetischen Nordsüdrichtung, ansprechenden Gerätes, z. B. eines Magnet- !compasses, welches mit einem Impulsgeber versehen ist, und eines Azimutkreisels, der mit Hilfe der Impulse, die vom auf die Richtung des Kraftfeldes ansprechenden Gerät gegeben werden, in eine im bestimmten Winkel zum Kraftfeld verlaufende Richtung gesteuert wird, und der gleichfalls mit einem Impulsgeber versehen ist, und einer Verstelleinrichtung zur synchronen und winkelgleichen Bewegung der an sich fahrzeugfesten sekundären Elemente beider Impulsgeber, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (37) durch die vom Impulsgeber des Kreisels gegebenen Impulse betätigt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem sekundären Element (24) des Impulsgebers (10) des Azimutkreisels in an sich bekannter

   Weise eine vorzugsweise als Kursrose und Steuerstrich ausgebildete Anzeigevorrichtung in Verbindung steht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem sekundären Element (24) des Impulsgebers (10) des Azimutkreisels eine Fernübertragungseinrichtung zur Ablesung der Stellung dieses sekundären Elements an entfernter Stelle einstellbar verbunden ist.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (43, 44), beispielsweise ein Differentialgetriebe, welche eine Verstellung der sekundären Elemente (10, 32) der beiden Impulsgeber gegeneinander (der Phase nach) gestattet.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise an den beiden Elementen des Impulsgebers des Azimutkreisels Anzeigeglieder vorgesehen sind.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche ι .bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der wahlweisen Verwen- fiu dung der Einrichtung als Richtungsanzeiger oder als Richtungsgeber einer selbsttätigen Steuerungsanlage eine Umschaltevorrichtung vorgesehen ist, die nach Umschaltung die Impulse des Kreiselimpulsgebers dem Kraftschalter der Steuerung zuleitet unter gleichzeitiger Abschaltung der Verstelleinrichtung (37) der Impulsgeber von den durch den Impulsgeber (10) des Kreisels ausgeübten Impulsen,

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen