DE705364C

DE705364C - Vehicle compass with motorized rotation device

Info

Publication number: DE705364C
Application number: DES114722D
Authority: DE
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1934-07-15
Filing date: 1934-07-15
Publication date: 1941-04-25

Description

Fahrzeugkompaß mit motorischer Nachdreheinrichtung Bei Fahrzeugkompassen ist es zur Erleichterung der Einstellung des Kompaßsystems sowie zum Betrieb von Tochterkompassen erforderlich, das Kompaßgehäuse und gegebenenfalls die gesamte Aufhängevorrichtung des Kompasses dem anzeigenden System im Azimut nachzudrehen. Diese Nachdrehung muß sehr genau sein, wenn die Anzeige des Meridians durch das Gehäuse, z. B. durch eine daran angeordnete Rose, erfolgt oder wenn der Nachdrehmotor gleichzeitig eine Fernübertragungsanlage für To chterkomp asse steuert. Gewöhnlich wird der Motor der Nachdreheinrichtung lediglich entsprechend den Relatirbewegungen zwischen dem anzeigenden und dem nachgedrehten System gesteuert, indem beispielsweise bei Verwendung eines Elektrolytkompasses die Elektrolytströme nach entsprechender Verstärkung unmittelbar den Nachdrehmotor beeinflussen. Abgesehen davon, daß hierbei komplizierte und teure Verstärkerschaltungen erforderlich sind und auch nicht jeder beliebige Motor zum Nachdrehen verwendet werden kann, erfolgt bei schnellen Kursänderungen des Fahrzeuges leicht eine zu langsame Rückdrehung des Kompaßgehäuses im Azimut, da das anzeigende System durch den Elektrolyten bzw. das Kompaßgehäuse aus der Nord-Süd-Richtung mehr oder minder mitgenommen wird. Dadurch ergeben sich Fehlweisungen bzw. Schwingungen des Anzeigesystems um die Nord-Süd-Richtung.Vehicle compass with motorized rotation device For vehicle compasses it is to facilitate the setting of the compass system as well as the operation of Subsidiary compasses required, the compass housing and, if applicable, the entire To turn the suspension device of the compass according to the indicating system in azimuth. This post-rotation must be very precise if the meridian is indicated by the Housing, e.g. B. by a rose arranged thereon, or if the post-rotation motor at the same time controls a remote transmission system for daughter comp ases. Usually the motor of the post-turning device is only in accordance with the relative movements between the displaying and the reversed system controlled by, for example when using an electrolyte compass, the electrolyte flows according to the corresponding Gain directly affect the post-turning motor. Apart from the fact that here Complicated and expensive amplifier circuits are required and neither are everyone Any motor can be used to re-turn, takes place in the event of rapid course changes of the vehicle slightly a too slow reverse rotation of the compass housing in azimuth, because the indicating system through the electrolyte or the compass housing from the north-south direction more or less is taken. This results in misalignments or vibrations of the display system around the north-south direction.

Die erwähnten Nachteile werden durch die Nachdrehvorrichtung gemäß der Erfindung weitgehend behoben. In dieser wird der Nachdrehmotor außer durch die Relativbewegung zwischen dem anzeigenden und dem nachgedrehten System noch durch eine Meßeinrichtung für die Winkelgeschwindigkeit ,derKursänderungen des Fahrzeuges gesteuert. Es empfiehlt sich, diese beiden Steuergrößen so wirken zu lassen, daß die Nachdrehgeschwindigkeit des Motors allein durch die Meßeinrichtung für die Winkelgeschwindigkeit der Kursänderung geregelt wird, während die Ein-und Ausschaltung des Nachdrehmotors und dessen Nachdrehrichtung durch die Richtung der Fehlstellung des nachzudrehenden Systems gegenüber dem anzeigenden System gesteuert wird. Statt dessen könnten die beiden getrennt ermittelten Steuerbewegungen jedoch auch z. B. in einem Differentialgetriebe überlagert und dann gemeinsam zur Einstellung des Regelorgans des Nachdrehmotors verwendet werden. Es ist möglich, hierbei ohne jede elektrische Verstärkereinrichtung auszukommen, indem man beispielsweise bei einem Kompaß mit Elektrolytsystem die beiden von der Kompaßelektrode zu den mit dem nachgedrehten System verbundenen Gegenelektroden fließenden Elektrolytströme zur Erregung eines leicht empfindlichen Drehmagneten verwendet, der dann gegebenenlalls unter Zuhilfenahme eines an sich bekannten Fallbügels den Schalter für den Nachdrehmotor betätigt. The mentioned disadvantages are caused by the post-turning device according to the invention largely resolved. In this the post-rotation motor is not only through the Relative movement between the displaying and the rotated system still through a measuring device for the angular velocity, the course changes of the vehicle controlled. It is advisable to let these two control variables act in such a way that the post-rotation speed of the motor solely by the measuring device for the angular speed the course change is regulated while the turning motor is switched on and off and its re-rotation direction by the direction of the misalignment of the re-rotated System is controlled in relation to the displaying system. Instead, the two separately determined tax movements, however, also z. B. in a differential gear superimposed and then together for setting the control element of the post-rotation motor be used. It is possible to do this without any electrical amplifier device get by by, for example, with a compass with an electrolyte system the both from the compass electrode to the counter-electrodes connected to the system that has been turned flowing electrolyte currents to excite a slightly sensitive rotary magnet used, which then optionally with the aid of a drop bracket known per se actuates the switch for the post-rotation motor.

Zur Steuerung eines Magnetkompasses im Azimut ist bereits vorgeschlagen worden, in Verbindung mit dem Magnetkompaß eine auf die Wendungen eines Fahrzeuges um die Hochachse ansprechende Vorrichtung zu benutzen. To control a magnetic compass in azimuth has already been proposed been in Link with the magnetic compass one on the turns of a vehicle to use the vertical axis appealing device.

Diese Vorrichtung hat den Zweck, das empfindliche Element des Magnetkompasses bei Wendungen des den Kompaß tragenden Fahrzeuges oder bei Abweichung von einem eingestellten Kurs mit einem ebenfalls von der Vorrichtung entsprechend ihren Relativbewegungen gegenüber dem Fahrzeug gesteuerten Berichtigungsglied zu kuppeln und dem Einfluß des erdmagnetischen Feldes zu entziehen.The purpose of this device is to be the sensitive element of the magnetic compass when the vehicle carrying the compass turns or when it deviates from one set course with a also from the device according to their relative movements to couple against the vehicle controlled correcting member and the influence to withdraw the earth's magnetic field.

Ferner ist schon vorgeschlagen worden, zur Verhinderung von Beschleunigungsfehlern (Norddrehfehlern) von Magnetkompassen mit im Azimut gedämpfter Rose den Nachdrehmotor für das Kompaßgehäuse mit Hilfe eines auf Drehungen des Fahrzeuges im Azimut ansprechenden Kreiselgerätes so zu steuern, daß das Kompaßgehäuse angenähert proportional der Drehgeschwindigkeit des Fahrzeuges, aber im entgegengesetzten Drehsinne, gedreht wird, so daß mit Annäherung der Kompaß die Flugzeugdrehung nicht mitmacht. Furthermore, it has already been proposed to prevent acceleration errors (North rotation errors) of magnetic compasses with the rose damped in azimuth the post-rotation motor for the compass housing with the aid of a responsive to azimuth rotations of the vehicle To control gyro device so that the compass housing is approximately proportional to the Rotation speed of the vehicle, but rotated in the opposite direction of rotation so that as the compass approaches, the aircraft does not turn.

Demgegenüber wird beim Gegenstand der Erfindung, wie schon oben erwähnt, die Nachdreheinrichtung in Abhängigkeit von zwei Steuergrößen, nämlich der Relativbewegung zwischen dem anzeigenden und dem nachgedrehten System und der Winkelgeschwindigkeit der Kursänderungen des Fahrzeuges, gesteuert.In contrast, the subject matter of the invention, as already mentioned above, the post-turning device as a function of two control variables, namely the relative movement between the indicating and the rotated system and the angular velocity the course changes of the vehicle, controlled.

Die Nachdrehvorrichtung gemäß der Erfindung ist sowohl für Magnetkompasse als auch für Kreiselkompasse anwendbar. Sie ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel für Magnetkompasse veranschaulicht. The post-turning device according to the invention is suitable for both magnetic compasses as well as for gyrocompasses. It is in the drawing in one embodiment illustrated for magnetic compasses.

Innerhalb des mit einem Elektrolyten gefüllten Gehäuses G ruht auf einem Spitzenlager das aus zwei Nadeln k1 und k2 bestehende Kompaßsystem k. Die daran befestigte Hauptelektrode e spielt zwischen zwei Gegenelektroden e1 und e2, die an dem nachdrehbaren Gehäuse G befestigt sind. Der Strom fließt von der Wechselstromquelle w über das Spitzenlager der Hauptelektrode e zu und teilt sich dann durch den Elektrolyten zu den Gegenelektroden e1 und e2 in zwei Kreise. In diesen beiden Kreisen liegen die gegensinnig geschalteten Wicklungen a1 und a2 des Ankers a eines elektrischen Drehmagneten D. Solange die Hauptelektrode e in der Mitte zwischen den beiden Gegenelektroden steht, sind die beiden Elektrolytströme gleich, so daß die durch die beiden Spulen al und a2 bewirkte Erregung des Ankers sich aufhebt. Der Kontaktarm b befindet sich dann in der gezeigten Nullstellung oberhalb des Isoliersegments i, so daß der Stromkreis des Nachdrehmotors M unterbrochen ist. Sobald jedoch etwa infolge einer Kursänderung des Fahrzeuges das Gehäuse G mit den Gegenelektroden gegenüber dem anzeigenden Kompaßsystem verstellt wird sind die beiden Elektrolytströme verschieden groß, so daß der Kontaktarm b proportional der Fehlstellung des Kompaßgehäuses G ausschlägt und dabei über einen der beiden an die Kontaktbank angeschlossenen Widerständers den MotorM einschaltet. Der Motor dreht dann vermittels der biegsamen Welle c und der Schnecke d, welche in eine am Umfang des Gehäuses G vorgeschene Verzahnung eingreift, das Gehäuse mit den Gegenelektroden im -Äzimut so weit nach, bis die beiden Elektrolytströme wieder gleich sind und der Motor wieder ausgeschaltet wird. Inside the housing G, which is filled with an electrolyte, rests a point bearing the compass system k, which consists of two needles k1 and k2. the attached main electrode e plays between two counter electrodes e1 and e2, which are attached to the rotatable housing G. The current flows from the AC power source w to the main electrode e via the tip bearing and then divides through the electrolyte to the counter electrodes e1 and e2 in two circles. Lie in these two circles the oppositely connected windings a1 and a2 of the armature a of an electrical Rotary magnets D. As long as the main electrode e is in the middle between the two counter electrodes stands, the two electrolyte flows are the same, so that through the two coils al and a2 induced excitation of the anchor is canceled. The contact arm b is located then in the zero position shown above the insulating segment i, so that the circuit of the post-rotation motor M is interrupted. However, as soon as, for example, as a result of a change of course of the vehicle, the housing G with the counter electrodes opposite the indicating compass system is adjusted, the two electrolyte flows are of different sizes, so that the contact arm b proportionally to the misalignment of the compass housing G deflects and thereby over a of the two resistors connected to the contact bank switches on the MotorM. The motor then rotates by means of the flexible shaft c and the screw d, which engages in a toothing provided on the circumference of the housing G, with the housing the counter electrodes in -Äzimut until the two electrolyte flows again are the same and the engine is switched off again.

Im Stromkreis des Motors, und zwar in dem vom Pluspol der Batterie B zu dem Schaltarm b führenden Teil, ist der Regelwiderstand r angeordnet, der von dem Wendezeigerkreisel K eingestellt wird. Dieser Kreisel ist im Fahrzeug so angeordnet, daß sowohl seine Umlaufachse u als auch die Präzessionsachse p gewöhnlich horizontal, also parallel zur Fahrzeugplattform liegen. Der Kreisel ist also gegen Kursänderungen des Fahrzeuges empfindlich und präzediert bei Kursänderungen entgegen der Kraft der an dem Kontaktarm r1 angreifenden Federn f um einen der Winkelgeschwindigkeit der Kursänderungen entsprechenden Winkel, Es wird also stets ein der Winkelgeschwindigkeit der Kursänderungen entsprechender Widerstand aus dem Strornkreis des Motors herausgenommen, so daß die Drehzahl des Motors proportional mit der Winkelgeschwindigkeit anwächst. In the electric circuit of the motor, namely in the one from the positive pole of the battery B to the switching arm b leading part, the variable resistor r is arranged that of the rotary indicator gyro K is set. This roundabout is arranged in the vehicle in such a way that that both its axis of revolution u and the axis of precession p are usually horizontal, so lie parallel to the vehicle platform. So the gyro is against course changes of the vehicle is sensitive and precesses against the force when changing course of the springs f acting on the contact arm r1 by one of the angular velocity the angle corresponding to the course changes, so it will always be an angular velocity the resistance corresponding to the course changes removed from the circuit of the motor, so that the speed of the motor increases proportionally with the angular velocity.

Da bei kleinen Fehlstellungen zwischen der Hauptelektrode e und den Gegenelektroden die Differenz der beiden Elektrolytströme und damit das Drehmoment des Drehmagneten D nur sehr gering ist, ist im Ausführungsbeispiel noch ein Fallbügel h zur Schließung des den Motor M einschaltenden Kontaktwerkes vorgesehen, der durch einen kleinen Elektromagnetellnt periodisch, etwa im Ahstand von Bruchteilen von Sekunden, niederbewegt wird und dabei den Kontaktarm b auf die Kontaktreihe drückt. Der Stromkreis des Elektromagneten nt wird beispielsweise durch eine von einem Uhrwerk 0 dgl. angetriebene Nockenscheibe periodisch unterbrochen und geschlossen. Since with small misalignments between the main electrode e and the Counter electrodes the difference between the two electrolyte flows and thus the torque of the rotary magnet D is only very small, in the exemplary embodiment there is still a drop bracket h intended to close the contact mechanism switching on the motor M through a small electromagnet turns periodically, about fractions of Seconds, is moved down while pressing the contact arm b onto the row of contacts. The circuit of the electromagnet nt is for example by a clockwork 0 like. Driven cam disc periodically interrupted and closed.

Um eine störende Beeinflussung des Magnetsystems k des Kompasses durch das Feld des Motors zu vermeiden, ist dieser Motor in genügend großem Abstand von dem Kompaß anzuordnen. Der Motor stellt gleichzeitig mit der Nachdrehung des Kompaßgehäuses einen elektrischen Geber t von beispielsweise motorähnlicher Bauart ein, an den ein oder mehrere an verschiedenen Stellen des Schiffes o. dgl. vorgesehene Empfänger v1 und t,2 angeschlossen sind, welche die Kompaßstellung fernanzeigen. Die Empfänger stellen beispielsweise in der für den Empfänger v1 gezeigten Weise mittels eines Schneckengetriebes d2 die Rose o eines Tochterkompasses gegenüber der festen Marke o' ein. To a disruptive influence on the magnetic system k of the compass to avoid by the field of the motor, this motor is at a sufficiently large distance from the compass. The motor stops at the same time as the Compass housing an electrical encoder t of, for example, a motor-like design one, at which one or more at different points of the ship o. The like. Provided Receiver v1 and t, 2 are connected, which is the compass position remote displays. The recipients provide for example in the one shown for the recipient v1 Way by means of a worm gear d2 the rose o of a daughter compass opposite the fixed mark o 'a.

Die Rose ist dabei auf dem Schneckenrad befestigt.The rose is attached to the worm wheel.

Beim Ausführungsbeispiel wird die Nachdrehgeschwindigkeit des Motors M außer durch den Wendezeigerkreisel K auch durch den mehrstufigen Schalter b, i, s geregelt. Letzteres ist jedoch nicht erforderlich, vielmehr könnte der Kontaktarm b auch den Motor m lediglich ein-, um- oder ausschalten. In the exemplary embodiment, the post-rotation speed of the motor is M in addition to the reversing pointer gyro K also through the multi-stage switch b, i, s regulated. The latter, however, is not required, the contact arm could rather b also only switch the motor m on, toggle or off.

Für gewöhnlich wird das Kompaßgehäuse G auf dem Fahrzeug, z.B. Schiff, kardanisch aufgehängt sein, um zu verhindern, daß der Kompaß i an den Schiffsschwankungen teilnimmt. Man wird dann zweckmäßig nicht nur das Gehäuse, sondern die gesamte Aufhängevorrichtung des Magnetkompasses durch den Motor Al nachdrehen. Usually the compass housing G is placed on the vehicle, e.g. ship, be gimbaled to prevent the compass i from swaying the ship participates. It is then expedient not only to use the housing, but also the entire suspension device of the magnetic compass by the motor Al.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Vehicle compass with motorized Post-turning device by the relative movement between the displaying and the is switched after rotated system, characterized in that in addition to this relative movement also a measuring device (K) for the angular velocity of the course changes of the The vehicle is used to control the post-rotation motor (M).

2. Compass with Nachdreheinrichttmg according to claim I, characterized in that that the measuring device (I () for the angular velocity of the course changes only regulates the post-rotation speed of the motor (111) while it is switched on and off as well as the direction of rotation by a corresponding to the relative movements between the displaying (k) and after-turned system (G) actuated switch (b, i, s) is controlled.

3. Compass according to claim I or 2, characterized in that for Influencing the post-rotation motor (M) as a function of the angular speed and the positional difference between the indicating (k) and the rotated system (G) in the circuit of the motor (M) depending on the stated position difference activated, possibly multi-stage switch (b, i, s) and a depending rheostat set by the rolling speed of the course changes (r) lie in series.