DE713162C

DE713162C - Kardanisch aufgehaengtes Horizontkreiselgeraet

Info

Publication number: DE713162C
Application number: DES123629D
Authority: DE
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1936-07-30
Filing date: 1936-07-30
Publication date: 1941-11-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein im oder nahezu im indifferenten Gleichgewicht kardanisch aufgehängtes Horizontkreiselgerät, ■ insbesondere für Flugzeuge, mit in mechanischer Einstellverbinduhg mit den beiden Kardanachsen stehender zweiteiliger Anzeigevorrichtung für die gemessenen Längs- und Querneigungen.

Es sind Einrichtungen mit zweiteiliger An-

io' Zeigevorrichtung bekannt, bei denen das Anzeigeglied für die Querneigung unmittelbar mit dem Kardanrahmen verbunden ist, während das Anzeigeglied für die Längsneigungen an dem Kardanrahmen angelenkt ist und mit dem Umlaufachsenträger· über einen' Mitnehmer in Antriebsverbindung steht. Durch diese Anordnung wird schon eine Bewegung der Anzeigeglieder erreicht, die der scheinbaren Bewegung des natürlichen Horizonts,

ao vom Flugzeug aus gesehen, gleicht. Der Ausschlag des Längsneigungszeigers wird jedoch von dem für die Querneigung beeinflußt, wodurch die Anbringung von flugzeogfesten Skalen zur Ablesung der Querneigiung erschwert wird. Diese mechanischen Anordnungen lassen sich auch nicht kunstflugsdcher ausbilden, weil bei größeren Abweichungen des Flugzeuges von der Horizontallage wenigstens eins der beiden Anzeigeglieder an giehäusefeste Teile des Gerätes anschlägt. Dadurch wird die Umlaufachse des Kreisels aus der wahren Lotrechten herausgedrängt, wodurch die Anzeigen des Gerätes unbrauchbar werden.

Eine andere bekannte Einrichtung mit optischer Anzeige ließe sich zwar kunstfiugsicher ausbilden; sie erfordert jedoch insofern einen verhältnismäßig hohen Aufwand, als je ein besonderer Kreisel für die Anzeige der Längs- und Querneigung notwendig ist.

Die vorerwähnten Nachteile der · bekannten Einrichtungen werden dadurch vermieden, daß gemäß der Erfindung das die Drehung das Kreiselgehäuses gegenüber dem Kardanrahmen anzeigende Glied über ein mechaniselbes Ausgleichgetriebe sowohl mit der inneren als auch mit der äußeren Kardanachse des Kreiselgerätes in Einstellverbindung steht.

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. ι das Gerät in perspektivischer Darstellung, teilweise im Schnitt,

Fig. 2 die Schaufläche des- Gerätes in der Nullage der Anzeigeorgane,

Fig. 3 dieselbe ■ Schaufläche bei einer bestimmten Betriebslage der Anzeigeorgane.

Zur Ermittlung der Längs- und Qiuerneigung des Luftfahrzeuges in bezug auf das wahre Lot dient ein Kreisel, dessen vertikale Umlaufachse 2 in einem als Umlaufachsenträger

dienenden Gehäuse 3 gelagert ist. Das Kreiselgehäuse 3 ist mittels der Zapfen 4', 4" der inneren Kardanachse 5 in dem Kardanring 6 drehbeweglich gelagert. Der Kardanring_t.iD ist seinerseits in flugzeugfest angeordneten Lagerböcken 7', 7" mittels der parallel zur Flugzeuglängsachse angeordneten äußeren Kardanachse 8 drehbeweglich gelagert. Die Lagerböcke 7', 7" dienen gleichzeitig als Träger des drehbar angeordneten Rahmens 9. Die Anzeige der Querneigung des Luftfahrzeuges geschieht durch eine als Versinnbildlichung für den natürlichen Horizont dienende Halbrundscheibe 10, die-auf der äußeren Kardanachse 8 angeordnet ist. Die obere gerade Kante dieser Scheibe bleibt bei allen Bewegungen des Flugzeuges stets parallel zum wahren Horizont. Ihre Stellung relativ zum Flugzeug ist somit ein Maß für den Quer-η eigungs winkel.

Der Querneigungswinkel wird gleichzeitig durch das Stirnräderpaar 11, 12, dessen Übersetzungsverhältnis ι: ι ist, von der äußeren Kardanachse abgenommen und auf das Stirnräderpaar 13, 14 übertragen, das ein Übersetzungsverhältnis ι: ι besitzt. Das Stirnrad 14 steht über eine Hohlwelle 15 in Arbeitsverbindung mit dem Sonnenradiö eines Differentialgetriebes, dessen Zweck an späterer Stelle näher erläutert werden soll.

Auf der zur Querachse des Flugzeuges parallelen inneren Kardanachse 5 ist das Kegelrad 17 fest angeordnet, welches mit einem zweiten Kegelrad 18 bei einem. Übersetzungsverhältnis von 1:2 in Eingriff steht. Das Rad 18 ist auf einer in dem als Hohlwelle ausgebildeten Teil dec, äußeren Kardanachse 8 gelagerten Welle 19 Defestigt. Am anderen Ende der Welle 19 ist das Stirnrad 20 fest angeordnet, das mit dem Stirnrad 21 bei einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 kämmt.

Das Stirnrad 21 steht über eine Hohlwelle 22 in fester Verbindung mit dem zweiten Sonnenrad 23 des obenerwähnten Differentialgetriebes. Das Differentialgetriebe enthält außer den beiden Sonnenrädern 16 und 23 die beiden Planetenräder 24' und 24" und wird in an sich bekannter Weise als Ausgleichgetriebe benutzt.

Wie oben bereits dargelegt wurde, werden die Querneigungsbewegungen des Flugzeuges über das Zahnrad 11 und die Zwischenräder 12, 13 und 14 auf das eine Sonnenrad 16 geleitet. Gleichzeitig werden bei der Querneigungsbewegung die innere Kardanachse 5 und das mit ihr fest verbundene Kegelrad 17 um die äußere Kardanachse 8 mitgenommen. Diese Drehbewegung wird über das Kegelrad 18 und das Stirnräderpaar 20, 21 auf das zweite Sonnenrad 23 geleitet. Die beiden Sonnenräder werden demnach wegen der gewählten gleichen Übersetzungsverhältnisse jeweils um entgegengesetzt gleiche Beträge verstellt, so daß die Achse der Planetenräder durch Quer- ^leigungsbewegungen nicht beeinflußt wird. V"' Die Längsneigungsbewegungen des Luftfahrzeuges werden durch eine mit der Achse der Planetenräder gekuppelte Verstellvorrichtung zur Anzeige gebracht. Zu diesem Zweck ist auf der inneren Kardanachse 5 das Kegelrad 17 angeordnet, welches entsprechend dem Längsneigungswinkel um die innere Kardanachse gedreht wird. Diese Drehbewegung wird über das mit ihm in Eingriff stehende Kegelrad 18 und das Stirnräderpaar 20, 21 auf das Sonnenrad 23 geleitet. Da das Sonnenradio auf diese Längsneigungen nicht anspricht, werden in diesem Falle die Planetenräder 24', 24" dem Längsneigungswinkel entsprechend verstellt. Die Achse 25 der Planetenräder ist bei 26 mit einer in den beiden Hohlwellen 15 und 22 gelagerten Welle 27 und diese mit einer Kurbel 28 verbunden. Die entsprechend dem Längsneigungswinkel erfolgende Kurbeldrehung wird über ein Zwischenglied 29 auf einen Hebel 30 übertragen, der bei 31 schwenkbar gelagert ist. Mittels des mit diesem verbundenen Hebels 32 wird eine Flugzeugnachbildung 33 verstellt.

Die Schaufläche des Gerätes mit den beiden Anzeigeorganen 10 und 33 ist in den Fig. 2 und 3 beispielsweise dargestellt. Der Horizont ist bei diesem Ausführungsbeispiel statt der Scheibe 10 in Fig. 1 durch einen entsprechenden Balken 38 verkörpert. Dieser Balken ist in analoger Weise wie die Scheibe 10 auf der äußeren Kardanachse befestigt. Aus dieser Darstellung ist auch die Lage der Flugzeugnachbildung 33 relativ zu dem Horizontglied 38 ersichtlich. Der Betrag des jeweiligen Längsneigungswinkels kann an der vertikalen Skala 39 und der Betrag des Querneigungswinkels an der zu beiden Seiten des Horizontanzeigegliedes 38 befindlichen Skala 40 zahlenmäßig abgelesen werden.

Die Längsneigung wird durch die Stellung der Flugzeugnachbildung wirklichkeitsgetreu relativ zum Horizont angezeigt. Bei einer Steigbewegung des Flugzeuges steht diese Flugzeugnachbildung oberhalb, bei einer Sinkbewegung außerhalb des Horizontbalkens.

Zweckmäßig sind mit dem Gerät noch zusätzliche Einrichtungen verbunden. So ist beispielsweise bei 34, 35 eine an sich bekannte, auf dem Wirbelstromprinzip beruhende Vorrichtung zur ' Wiederaufrichtung der Kreiselumlaufachse vorgesehen. Das Gerät kann gleichzeitig zur Steuerung irgendwelcher Vorrichtungen, insbesondere von selbsttätigen Steueranlagen, benutzt werden. Hierfür sind die Halbrundscheiben 36 und 37 vorgesehen. Die beiden Halbrundscheiben, deren Stellun-

gen dem Längs- und Querneigungswinkel entsprechen, dienen dann als Steuerblenden für gasförmige oder flüssige Strömungsmittel in Verbindung mit Bolometereinrichtungen oder Servomotoren.

Claims

Patentansprüche:

1. Kardanisch aufgehängtes Horizontkreiselgerät, insbesondere für Flugzeuge,

ίο mit in mechanischer Einstellverbindung mit den beiden Kardanachsen stehender zweiteiliger Anzeigevorrichtung für die gemessenen Längs- und Querneigungen, dadurch gekennzeichnet, daß das die Drehung des Kreiselgehäuses gegenüber dem Kardanrahmen anzeigende Glied über ein mechanisches Ausgleichgetriebe sowohl mit der inneren als auch mit der äußeren Kardänachse des Kreiselgerätes in Einstellverbindung steht.

2. Kreiselgerät nach Anspruch I mit zweiteiliger Anzeigevorrichtung, die ein auf der Kardanachse befestigtes, den Horizont verkörperndes Organ, z. B. Horizontbalken, als Anzeigeglied für die Querneigungen und ein Flugzeugbild als Anzeigeglied für die Längsneigungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß. das Anzeigeglied für die Längsneigungen über ein eine Kurbel enthaltendes Umkehrgetriebe mit der Achse verbunden ist, bei solcher Wahl der Bewegungsrichtungen der beiden Anzeigeglieder, daß sich die gleichen Verhältnissewie bei Sicht auf den wahren Horizont ergeben.

3. Kreiselgerät nach Anspruch 1 oder 2 mit Skalenablesung für die .Längs- und Querneigungswinkel, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden des Horizontbalkens über in an sich bekannter Weise ihrer Bewegungsbahn zugeordneten Ableseskalen spielen, während das Flugzeugbild vor einer in an sich bekannter Weise dessen Bewegungsbahn zugeordneten Skala beweglich ist.

4. Kreiselgerät nach einem der Ansprüche ι bis 3 mit Vorrichtungen zum Abgreifen der von dem Gerät gelieferten Längs- und Querneigungswinkel als Steuerwerte für selbsttätige Steuereinrichtungen mittels einer vorzugsweise zweiteiligen Schaltvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der steuernde Teil der Schaltvorrichtung, z. B. die Steuerblenden eines Düsenbolometers, über das vorgenannte Ausgleichgetriebe mit den beiden Kardanachsen in mechanischer Einstellverbindung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen