DE712411C

DE712411C - Follow-up system, especially for the remote transmission of the position of a gyro magnetic compass

Info

Publication number: DE712411C
Application number: DEA90627D
Authority: DE
Inventors: Mortimer F Bates
Original assignee: Sperry Gyroscope Co Inc
Current assignee: Sperry Gyroscope Co Inc
Priority date: 1939-12-15
Filing date: 1939-12-15
Publication date: 1941-10-18

Description

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Folgesystems, das eine genaue Stellungsübertragung ermöglicht, dabei schwingungs- und verzögerungsfrei arbeitet, keine merkliche Rückwirkung auf das steuernde Gerät ausübt und sich insbesondere für die . Fernübertragung der Stellung eines Kreiselmagnetkompasses eignet. Für diesen Zweck muß eine störende Beeinflussung des die Kreiselstellung überwachenden Magnetsystems vermieden werden, was am besten durch vollpneumatische Ausbildung des Folgesystems !erreicht wird.The object of the invention is to create a follow-up system that enables precise position transmission enables it to work without vibrations or delays, no noticeable repercussions on the controlling one Device and especially for the. Remote transmission of the position of a gyro magnetic compass suitable. For this purpose there must be a disruptive influence on the magnet system monitoring the position of the gyro can be avoided, which is best achieved through a fully pneumatic design of the downstream system ! is achieved.

Ein in seinem Aufbau einfaches und den Betriebsbedingungen in Luftfahrzeugen angepaßtes Folgesystem, das -den obengenannten Anforderungen genügt, besitzt ein auf Stellungsunterschiede zwischen dem steuernden und dem gesteuerten Teil ansprechendes druckempfindliches Relais, das erfindungsgemäß an einer Umkehrkupplung angreift, die zur wechselseitigen Anschaltung einer dauernd umlaufenden Turbine an ein die Steuerbewegung auf das Folgesystem übertragendes Getriebe dient. An das Folgesystem kann ein Geber beliebiger Bauart angeschlossen werden, beispielsweise ein elektrisches Fernübertragungssystem, das beim Anbau an einen Kreiselmagnetkompaß in einigem Abstand von dem: Magnetsystem anzuordnen ist, während das pneumatische Folgesystem unmittelbar mit dem Kreisel zusammengebaut werden kann.One that is simple in its construction and adapted to the operating conditions in aircraft Follow-up system that meets the above-mentioned requirements has a position difference between the controlling and the controlled part responsive pressure-sensitive relay according to the invention attacks on a reversing clutch, which is used for the mutual connection of a permanent rotating turbine to a transmission that transmits the control movement to the following system. A Encoders of any type can be connected, for example an electrical remote transmission system, which, when attached to a gyro magnetic compass, is to be placed at some distance from the magnetic system, while the pneumatic follow-up system can be assembled directly with the gyro.

Durch wechselseitiges Anschalten der Turbine an das Folgesystem wird ein verzögerungsfreies Nachsteuern gewährleistet. Um auch bei höchster Ansprechempfindlichkeit Pendelungen um die Nullstellung unmöglich zu machen, sieht man zweckmäßig eine Bremse vor, die bei relativer Mittelstellung des steuernden und des gesteuerten Teiles die Bewegung des Folgesystems abbremst. BeimBy alternately connecting the turbine to the subsequent system, a delay-free Adjustments guaranteed. To make it impossible to oscillate around the zero position even with the highest sensitivity to make, one provides a brake that is useful in the relative middle position of the controlling and the controlled part brakes the movement of the following system. At the

Erreichen der Sollstellung wird auf diese Weise die Bewegungsenergie des Folgesystems vernichtet.In this way, the kinetic energy of the following system is reached when the target position is reached destroyed.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, in der auf die Zeichnungen Bezug genommen wird.Further details of the invention emerge from the description of a Embodiment, in which reference is made to the drawings.

Abb. ι ist ein lotrechter Schnitt durch ein Kreiselmagnetsystem mit Folgemotor und ίο Fernübertragung. Einzelne Teile sind in der Ansicht dargestellt.Fig. Ι is a vertical section through a gyro magnet system with a slave motor and ίο remote transmission. Individual parts are in the View shown.

Abb. 2 zeigt in vergrößertem Maßstabe, teilweise im Schnitt, Einzelheiten des Folgemotors der Abb. i.Fig. 2 shows on an enlarged scale, partly in section, details of the slave motor of fig. i.

ifl Abb. 3 gibt einen senkrecht zur Abb. 2 gelegten Schnitt wieder.ifl Fig. 3 is a perpendicular to Fig. 2 Cut again.

Abb. 4 ist ein lotrechter Schnitt durch den oberen Teil des Kreiselmagnetkompasses und zeigt den pneumatischen Impulsgeber. Abb. 5 ist eine zum Teil geschnittene Seitenansicht der Umkehrkupplung.Fig. 4 is a vertical section through the top of the gyro magnetic compass and shows the pneumatic pulse generator. Fig. 5 is a partially sectioned one Side view of the reverse clutch.

Abb. 6 ist. eine Ansicht von oben der Steuerscheibe des Differenzluftdruckgebers, der mit dem in Abb. 4 gezeigten Teil zusam^a5 menarbeitet. Der Kreiselmagnetkompaß ist mit Luftlagern ausgerüstet, der Kardanrahmen ι ruht in kugeligen Lagern 2, 2', deren gehäusefeste Teile von Kugelschalen 3, 3' gebildet werden. Eine zylindrische Kompaß-.3° rose 63 umgibt den Kardaiirahmen. Der Kreiselläufer 4 ist gestrichelt in dem Läufergehäuse 5 angedeutet, das in kugeligen Luftlagern 6, 6' um eine horizontale Achse drehbar angeordnet ist. Die Magnetnadel ist bei 7 zu sehen und ruht ebenfalls auf Luftlagern unten im Gehäuse 5. Von ihr wird die Stellung des Kreiselmagnetkompasses im Azimut überwacht. In dem Behälter 60 sind Kompensationsmagnete enthalten. Das Gerät wird an einer magnetischen Störungen wenig ausgesetzten Stelle des Flugzeuges untergebracht und seine Anzeige zum Gerätebrett übertragen. Zum Zweck der Fernübertragung ist das Gehäuse 3' des oberen kugeligen Lagers drehbar angeordnet und sitzt an einem Konus 8, an dem es durch eine Schraube 9 befestigt ist. An dem Lagerteil 3' ist ein Düsenstück 10 befestigt, dessen Kanäle 15, 15' zu schlitzförmigen Öffnungen 11, 11' eines pneumatischen Impulsgebers führen, der zur Nachsteuerung eines Systems 12 dient. Für die Nachsteuerung wird Luft verwendet, um Störungen der Magnetnadel 7 durch elektrische Ströme zu vermeiden. Infolge der schlitzförmigen Ausbildung der Öffnungen 11, 11' wird bei geringen Relativdrehungen der halbkreisförmigen Scheibe 13, die am Kardanrahmen 1 des Kreisels sitzt, ein großer Differenzluftdruck erzielt. Die Schlitzöffnungen 11, 11' und die Kanten der Scheibe 13 bilden den Impulsgeber [ für das Folgesystem, das zur Betätigung eines Fernübertragungsgebers 58 dient.Fig. 6 is. a view from above of the control disk of the differential air pressure transducer, which works together with the part shown in Fig. 4 ^a 5. The gyro magnetic compass is equipped with air bearings, the cardan frame ι rests in spherical bearings 2, 2 ', whose parts fixed to the housing are formed by spherical shells 3, 3'. A cylindrical compass .3 ° rose 63 surrounds the cardai frame. The rotary rotor 4 is indicated by dashed lines in the rotor housing 5, which is arranged in spherical air bearings 6, 6 'so as to be rotatable about a horizontal axis. The magnetic needle can be seen at 7 and also rests on air bearings at the bottom of the housing 5. It monitors the position of the gyro magnetic compass in azimuth. Compensation magnets are contained in the container 60. The device is placed in a location of the aircraft that is not exposed to magnetic interference and its display is transmitted to the device panel. For the purpose of remote transmission, the housing 3 'of the upper spherical bearing is rotatably arranged and sits on a cone 8 to which it is fastened by a screw 9. A nozzle piece 10 is attached to the bearing part 3 ', the channels 15, 15' of which lead to slot-shaped openings 11, 11 'of a pneumatic pulse generator, which is used to readjust a system 12 . Air is used for the readjustment in order to avoid interference with the magnetic needle 7 due to electrical currents. As a result of the slot-shaped design of the openings 11, 11 ', a large differential air pressure is achieved with slight relative rotations of the semicircular disk 13, which is seated on the gimbal frame 1 of the gyroscope. The slot openings 11, 11 'and the edges of the disc 13 form the pulse generator [for the following system, which is used to operate a remote transmission transmitter 58.

Der Luftdruck, der zum Betrieb des Kreiselmagnetkompasses Verwendung findet, kann größer oder geringer als der Außendruck sein. Beim Ausführungsbeispiel findet Unterdruck Verwendung. Die Luft wird dauernd aus dem Gerätgehäuse durch eine Leitung 14 abgesaugt, die an eine nicht dargestellte Pumpe angeschlossen ist, und Außenluft tritt in das Gehäuse durch verschiedene Öffnungen ein, die den Kreiselläufer antreibt, den Lagern Luft zuführt und das Folgesystem betätigt. Die Kanäle 15, 15' des Impulsgebers führen durch den Konus 8 zu Ringkanälen 16, 17, die in dem gehäusefesten Teil i8, der zur Aufnahme des Konus 8 dient, liegen. An die Kanäle 16, 17 sind Leitungen 20, 21 angeschlossen, die zu Kanälen 22, 23 eines Relais 61' führen. Das Relais besteht aus einer schwenkbar gelagerten Scheibe 24, zu deren beiden Seiten je eine schlappe Membran 25, 25' angeordnet ist, die von den Leitungen 22, 23 gespeiste Kammern abschließen bis auf eine kleine Bohrung 26 bzw. 26', die ein dauerndes Nachströmen der Luft des auf Unterdruck gehaltenen Gerätegehäuses ermöglichen, wobei die Luft aus den Schlitzöffnungen 11. 11' austritt. Solange diese Öffnungen gleich- 9<> mäßig abgedeckt sind, ist der auf die Membranen 25, 25' wirkende Druck gleich, und die Platte 24 befindet sich in der Mittelstellung. Sobald aber eine der Öffnungen stärker abgedeckt ist, steigt der Luftdruck in der zu- ⁽J5 gehörigen Kammer des Relais 6i', und die Platte 24 wird durch die betreffende Membran nach der anderen Seite bewegt, wodurch das Folgesystem 31 bis 40 in Tätigkeit gesetzt wird.The air pressure used to operate the gyro magnetic compass can be greater or less than the external pressure. In the exemplary embodiment, negative pressure is used. The air is continuously sucked out of the device housing through a line 14 which is connected to a pump, not shown, and outside air enters the housing through various openings which drive the rotor, supply air to the bearings and actuate the downstream system. The channels 15, 15 'of the pulse generator lead through the cone 8 to annular channels 16, 17, which are located in the part i8 which is fixed to the housing and serves to accommodate the cone 8. Lines 20, 21 are connected to channels 16, 17 and lead to channels 22, 23 of a relay 61 '. The relay consists of a pivoted disc 24, on both sides of which a slack membrane 25, 25 'is arranged, which close off the chambers fed by the lines 22, 23 except for a small bore 26 and 26', which allow continuous flow allow the air of the device housing kept at negative pressure, the air emerging from the slot openings 11, 11 '. As long as these openings are evenly covered, the pressure acting on the membranes 25, 25 'is the same, and the plate 24 is in the central position. But as soon as one of the openings is more covered, the air pressure increases in the supply ^(J5 associated chamber of the relay 6i 'and the plate 24 is moved by the respective membrane to the other side, whereby the tracking system is set to 40 in action 31 .

Die Platte 24 sitzt an einem Hebel 2~j, der in einem U-förmigen Träger 28 ausläuft. Der Träger ist auf Achsstümpfen 29, 29' gelagert, die in gehäusefesten Kreuzstücken 30 sitzen. Demgemäß wird bei der Bewegung der Platte 24 der U-förmige Träger 28 geschwenkt. In dem Träger ist ein Turbinenrad 31 gelagert, welches durch aus einer Düse 32 austretende Luft dauernd in LTmdrehung gehalten wird. Die Turbinenachse 33, 34 liegt in gleicher Richtung mit den Achsstümpfen 29, 29'. Auf dem Achsende 34 der Turbine sitzt ein Ritzel 35, welches mit einem großen Getrieberad 36 in Eingriff steht, welches um eine Achse 37 drehbar in dem Träger 28 gelagert ist. Auf der Welle 37 sitzt ein Reibrad 38, welches sich normalerweise in der Mitte zwischen den Reibflächen 39, 39' einer Umkehrkupplung 40 befindet. Wenn der Träger 28 nach der einen oder anderen Seite geschwenkt wird, legt sich das Reibrad auf die eine oder andere Seite der Reibflächen,39, 39', so daß die KupplungThe plate 24 is seated on a lever 2 ~ j which terminates in a U-shaped support 28. The carrier is mounted on stub axles 29, 29 ', which sit in cross pieces 30 fixed to the housing. Accordingly, when the plate 24 is moved, the U-shaped support 28 is pivoted. A turbine wheel 31 is mounted in the carrier and is kept continuously rotating by the air emerging from a nozzle 32. The turbine axis 33, 34 lies in the same direction with the stub axles 29, 29 '. A pinion 35 is seated on the axle end 34 of the turbine and is in engagement with a large gear wheel 36 which is rotatably mounted in the carrier 28 about an axis 37. A friction wheel 38, which is normally located in the middle between the friction surfaces 39, 39 ′ of a reversing clutch 40, sits on the shaft 37. When the carrier 28 is pivoted to one side or the other, the friction wheel lies on one side or the other of the friction surfaces 39, 39 'so that the clutch

40 in der zugehörigen Richtung in Umdrehung versetzt wird. Die Kupplung 40 dreht das Folgesystem 10. Zu diesem Zweck besitzt sie an ihrem Umfang ein Spiralgewinde 41, welches mit einem spiralig geschnittenen Getrieberad 42 an dem Teil 10 in Eingriff steht und so den Düsenstock und den Kegel 8 dem Kreiselrahmen nachsteuert.40 in the corresponding direction in rotation is moved. The clutch 40 rotates the following system 10. For this purpose it has they have a spiral thread 41 on their circumference, which is connected to a spiral-cut gear wheel 42 is on the part 10 in engagement and so the nozzle assembly and the cone 8 to the Gyro frame readjusts.

Um Übersteuerungen bzw. Pendelungen ίο des Folgesystems zu verhindern, ist eine selbsttätig wirkende Bremse vorgesehen, die immer dann in Tätigkeit tritt, wenn die Umkehrkupplung außer Eingriff kommt. Die Bremse besteht aus einem Bremsschuh 43, der durch eine Blattfeder 44 normalerweise in abgeschalteter Stellung gehalten wird. Die Betätigung der Bremse erfolgt durch ein Wellrohr 45, dessen unteres Ende gegen den Bremsschuh drückt, sobald sich das Wellrohr ausdehnt. Das Wellrohr sitzt in dem auf Unterdruck gehaltenen Gerätegehäuse, und sein Inneres ist durch eine Leitung 46 mit einer Ventilanordnung 47 verbunden. Das Ventil besitzt zwei Öffnungen 48, 49, von de-' nen die eine, mit der Röhre 46 in Verbindung steht, die andere mit der Außenluft über ein Filter 50. Die untere Seite des Teiles 47 ist zylindrisch gehalten, und der Zylinderdurchmesser fällt mit der Drehachse 52 eines Ventil.körpers 53 zusammen. Dieser Ventilkörper besitzt einen engen Kanal 54, der sich nach beiden Seiten parallel zur Achse 52 erstreckt, so daß die öffnungen 48 und 49 mit dem Kanal 54 verbunden sind, wenn das Ventil seine Mittelstellung einnimmt. Dadurch kann Außenluft in das Wellrohr 45 gelangen und dasselbe ausdehnen, so daß die Bremse in Tätigkeit tritt. Wenn dagegen der Träger 28 nach der einen oder anderen Seite ausgelenkt wird, bewegt sich unter Vermittlung des Schlitzes 55' in dem Ansatzstück 55 der Ventilkörper 53, wobei die Bewegung auf einen in den Schlitz 55' eingreifenden Stift 56 übertragen wird, der an dem Hebel 53' des Ventilkörpers 53 sitzt. Bei dieser Bewegung wird der Ventilkörper 53 über die Schlitzöffnungen 48, 49 hinwegbewegt, so daß seine Bohrung 54 damit nicht mehr in Verbindung steht und die Luftzufuhr von außen im we-In order to prevent oversteering or oscillation ίο of the following system, a Automatically acting brake is provided, which always comes into action when the reverse clutch comes out of engagement. The brake consists of a brake shoe 43, which is normally switched off by a leaf spring 44 Position is held. The brake is actuated by a corrugated tube 45, the lower end of which is against the Brake shoe presses as soon as the corrugated pipe expands. The corrugated pipe sits in that Vacuum held device housing, and its interior is through a line 46 with a valve assembly 47 connected. The valve has two openings 48, 49, from de- ' nen one communicates with the tube 46, the other with the outside air via a Filter 50. The lower side of the part 47 is kept cylindrical, and the cylinder diameter coincides with the axis of rotation 52 of a valve body 53. This valve body has a narrow channel 54 which extends on both sides parallel to the axis 52, so that the openings 48 and 49 are connected to the channel 54 when the valve takes its middle position. As a result, outside air can get into the corrugated pipe 45 and extend the same so that the brake comes into action. If, on the other hand, the carrier 28 is deflected to one side or the other, moves under the mediation of the Slot 55 'in the extension piece 55 of the valve body 53, the movement on a in the slot 55 'engaging pin 56 on the lever 53' of the valve body 53 seated. During this movement, the valve body 53 is over the slot openings 48, 49 moved away, so that its bore 54 is no longer in connection with it and the air supply from the outside in the w

So sentlichen abgeschnitten ist. Sobald dies der Fall ist, zieht sich das Wellrohr 45 zusammen, da die Luft über die zwischen den Ventilteilen 51 und 53 bestehende Undichtigkeit in das Gehäuse gesaugt wird. Dadurch ward die Bremse freigegeben, und die Kupplung 40 kann das Getrieberad 42 drehen.So essential is cut off. As soon as this is the Is the case, the corrugated pipe 45 contracts, since the air over between the valve parts 51 and 53 existing leak is sucked into the housing. Thereby became the brake is released and the clutch 40 can rotate the gear 42.

Von dem Getrieberad 42 bzw. dem damit verbundenen Teil des Folgesystems können größere Kräfte abgenommen werden. Beim Ausführutigsbeispiel steht der Konus 8 über eine Welle 57 mit einem oben am Gerät sitzenden elektrischen Geber in Verbindung, der beispielsweise ein Wechselstromgeber bekannter Bauart sein kann. An den Geber sind verschiedene Nachlaufsysteme, wie z. B. Tochterrosen $9, 60, angeschlossen, die' durch Folgemotoren 61, 62 gedreht werden.Greater forces can be absorbed by the gear wheel 42 or the part of the following system connected to it. In the case of the exemplary embodiment, the cone 8 is connected via a shaft 57 to an electrical transmitter located on top of the device, which, for example, can be an alternating current transmitter of a known type. Various tracking systems are attached to the encoder, such as B. daughter roses $ 9, 60, connected, which are 'rotated by slave motors 61, 62.

Claims

Patent claims:

1. Follow-up system, especially for remote transmission of the position of a gyro magnetic compass, with one that responds to differences in position between the controlling and the controlled part Pressure-sensitive relay, characterized in that the relay (24) acts on a reversing clutch (38, 40), for alternating connection of a continuously rotating turbine (31) to a the sieer movement on the following system transmitting gear (41, 42) is used.

2. Follow-up system according to claim 1, characterized by a relative middle position of the controlling part and the controlled part, the brake (43) inhibiting the following system.

3. follow-up system according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure-sensitive Relay from a pivoted plate (24) and on both sides at qo this adjacent membrane (25, 25 ') exists, which are acted upon alternately by the control air pressure.

4. follow-up system according to claim 3, characterized in that on the free A friction wheel (38) is mounted at the end of a double lever (27) carrying the plate (24) is.

5. follow-up system according to claim 2 to 4, characterized in that the brake (43) is actuated by a pressure-sensitive element (corrugated tube 45), which in the middle position of the switching lever (27) for the friction wheel is fed with compressed air.

6. Follow-up system according to claim 5> in which the corrugated pipe is installed in the device housing held at negative pressure, characterized in that the interior of the corrugated pipe (45) via a valve (53) controlled by the switching lever (2y ) in the middle position of the lever with the Outside air is in connection, is switched off when the lever is deflected from the outside air and is connected to the housing via the preferably leaky valve.

1 sheet of drawings