DE719579C - Kreiselgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kreisel mit drei Freiheitsgraden, insbesondere Kreisellote. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Bewegungen des Kreisels um die Kardannebenachse eine Gebereinrichtung zu steuern, die beispielsweise zur Beeinflussung einer Selbststeuereinrichtung oder Betätigung einer Fernanzeige dient.

Es ist zu diesem Zweck bekannt, einen gleichachsig zur Kardannebenachse gelagerten halbkreisförmigen Bügel vorzusehen, in dessen U-förmiges Profil eine am Kreiselgehäuse sitzende Rolle eingreift. Der Bügel ist um die kardanische Aufhängung herumgeführt, um die Abnahme der Steuergröße zu ermöglichen. Bei Bewegungen des Kreisels um die Kardanhauptachse gleitet die Rolle in der Führung, ohne den Bügel zu verstellen, während er alle Drehungen um die Kardan-

so nebenachse mitmacht.

Diese kulissenartige Anordnung hat eine Reihe von Nachteilen, deren wichtigste im folgenden angeführt sind. Die Bügeldrehachse muß genau mit der Kardannebenachse zusammenfallen, und das Gleiten, der Rolle in dem· Bügel soll reibungsfrei und ohne toten Gang erfolgen, zwei Forderungen, die in befriedigendem Maße nur bei allergrößter Herstellungsgenauigkeit gleichzeitig erfüllbar sind. Auch bei leichtester Ausbildung des von dem Kreisel mitzubewegenden Bügels besitzt dieser ein beträchtliches Trägheitsmoment, das nachteilig auf den Kreisel wirkt.

Diese Mängel werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Drehbewegung des Kreiselumlaufachsenträgers durch ein am Kardanrahmen befestigtes Gestänge in eine zur Kardanhauptachse gleichachsige hin und her gehende Bewegung für die Betätigung des zugehörigen Steuergebers umgelenkt ist.

Das mit dem Kreiselumlaufachsenträger gekoppelte Gestänge, kann durch' ein Lager der Kardanhauptachse hindurchgeführt werden. Bei einem Kreisellot mit zusätzlicher Anzeige, dessen Kardanachse parallel zur Flugzeugquerachse angeordnet ist, wird so ein beliebiges Durchschlagen des Kreisels ermöglicht.

Wenn ein völliges Durchschlagen nicht erforderlich ist, empfiehlt es sich, das Gestänge um den Kardanrahmenträger herumzuführen Bei Kreiselhorizonten ist es üblich, der Horizontbalken um das vordere Lager des Kardanrahmens herumgreifen zu lassen.

Es ist bekannt, ein' mit Steuergebern versehenes Kreisellot gleichzeitig als Anzeigegerät auszubilden. Die Anzeige war jedoch to nicht sinnfällig wie bei den Geräten ohne derartige Steuereinrichtungen. Durch die Erfindung wird die Behebung dieses Nachteils möglich. Es wird zu diesem Zweck an den Kreiselumlaufachsenträgern in an sich be-'5 kannter Weise unter Bewegungsumkehr für sinnfällige Anzeige ein am Kardanrahmen schwenkbar gelagertes Horizontzeigerwerk angelenkt, wobei dieses gleichzeitig zur Übertragung der Bewegungen auf den Steuergeber 2p dient.

Im allgemeinen wird man noch einen zweiten Steuergeber vorsehen, der von dem Kardanrahmen gesteuert ist.

Als Steuergeber werden vorteilhaft an sich ^a5 bekannte druckmittelbetriebene Strahlrohrkraftschalter verwendet. So wird eine reibungs- und rückwirkungsfreie Abgabe der Steuergrößen bei sehr kleinen Verstellwegen erreicht. Die Strahlrohre können unter Zwischenschaltung von Relais oder unmittelbar zum Steuern der Servomotore einer Selbststeuereinrichtung dienen. Bekannt ist;-an dem Strahlrohrkraftschalter einer Flugzeugselbststeuerung einen Kreisel mit zwei Freiheitsgraden angreifen zu lassen, um die Drehgeschwindigkeit miteinzusteuern.

Weitere Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele. Die Abb. ι und 2 zeigen einen Lotkreisel, der mit einer Einrichtung gemäß der Erfindung versehen, ist, im Grundriß und Seitenriß. Abb. 3 ist eine rückwärtige Ansicht desselben Gerätes bei abgenommenem Deckel. Abb. 4 gibt ein ähnliches Gerät im Grundriß wieder, bei dem das Impulsgebergestänge des Kreiselumlaufachsenträgers durch die Kardanhauptachse hindurchgeführt ist.

In Abb. 5 ist ein kunstflugtaugliches Kreiseigerät dargestellt, dessen Kardanhauptachse parallel zur Flugzeugquerachse liegt.

In den Abb. ι bis 3 ist 1 das Kreiselrotorgehäuse, das quer zur Flugrichtung in den Lagern 2 des Kardanrahmens 3 drehbar ist, der seinerseits in. den Lagern 4 ruht. Der Kreisel wird in bekannter Weise durch aus Schlitzöffnungen 5 austretende und durch Pendelschieber 6 gesteuerte Luftstrahlen in der Lotrechten gehalten.

An dem Kreiselrotorgehäuse 1 sitzt ein Stift 7, der durch einen ringförmigen Schlitz 8 des Kardanrings 3 hindurchgeführt ist und die Bewegung des Kreiselumlautachsenträgers ι auf den Hebel 9 in bekannter Weise unter Bewegungsumkehr überträgt. Der ß?. Hebel 9 ist um die auf dem Kardanrahmen 3 gelagerte Achsen schwenkbar und endigt in den Horizontbalken 10, der Längsneigungen des beispielsweise in das Gerätebrett eines Flugzeuges eingebauten Gehäuses 12 sinn- 7« fällig anzeigt. Der Horizontbalken ist durch das Schauglas 37 sichtbar und spielt über einer das Innere des Gerätes verdeckenden Scheibe 38, die durch den am Kardanrahmen 3 sitzenden Bügel 39 gehalten ist.

An dem anderen Ende des Hebeis 9 sitzt ein Segment 13 mit einer Schlitzführung 14. die die Drehbewegung des Kreiselrotorgehäuses um die Achse 2, 2 in eine hin und her gehende Bewegung umlenkt. Ein in die »« Schlitzführung 14 eingreifender Stift 15 bewegt die mit der Achse 16 starr verbundenen Hebel 17 und 18 und das in Richtung der Kardanhauptachse 4, 4 liegende Verbindungsstück 19, das an dem Strahlrohr 20 um seine «s eigene Achse frei drehbar angreift.

Auf diese Weise bleibt das Strahlrohr 20 von den um die Kardanhauptachse erfolgenden Bewegungen unbeeinflußt. Vorteilhaft wird der eigentliche Steuerbereich der Schlitzführung auf einen kleinen Winkel ■? beschränkt, wodurch das Gerät in der Normalstellung sehr empfindlich wird.

Die Bewegungen des Kardanrahmens um die Achse 4, 4 werden durch einen in einer ähnlichen Schlitzführung eines Segmentes 21 geführten Hebel 22 auf das um die Achse 23 schwenkbare Strahlrohr 24 übertragen. Die aus den beiden Strahlrohren 20 und 24 austretenden Luftstrahlen beaufschlagen in bekannter Weise Verteilerdüsen 25 bzw. 26, die mit an der Rückwand des Kraftschaltergehäuses 27 sitzenden Leitungsanschlüssen 28 bzw. 29 in Verbindung stehen, an die eine Selbststeuereinrichtung oder Tochteranzeigegeräte angeschlossen werden können.

Die Luft wird durch einen Anschluß 30 aus den Gehäusen 27 und 12 abgesaugt. Die Betriebsluft für den Kreisel und die Strahlrohrkraftschalter tritt durch das Filter 31 in no den Kanal 36 ein. Von dort gelangt sie einerseits durch die Durchführung 32 und den Kanal 33 des Kardanringes 3 in das Kreiselrotorgehäuse i, dient zum Antrieb des Kreisels und beim Austritt aus den pendel- «steuerten Schlitzen 5 zu seiner Erhaltung in der Lotrechten. Durch die Leitungen 34 bzw. 35 (Abb. 3) wird die Luft den Strahlrohren bzw. 24 zugeführt.

Infolge der Anordnung der Strahlrohrkraftschalter in einem besonderen Gehäuse cönnen die gleichen Bauteile für den Kreisel

und die Anzeigeorgane Verwendung * finden wie bei einem nur zu Anzeigezwecken bestimmten Gerät. An Stelle eines sonst die Luftzu-· und -abführung sowie das rückwärtige Kardänlager 4 tragenden Deckels wird das Gehäuse 27 mit den Kraftschaltern vermittels der Schrauben 40 an das Kreiselgehäuse 12 angesetzt. Der Einbaudurchmesser ist der gleiche, das Gerät besitzt mit

i" Impulsgebern lediglich eine größere Länge, was mit Rücksicht auf den bei Flugzeuggerätebrettern beschränktem Raum von großem Vorteil ist.

Die in Abb. 4 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, daß das Gestänge für die Übertragung der Bewegung des Kreiselumlaufachsenträgers i' nicht um das rückwärtige Kardanrahmenlager herum, sondern durch dasselbe hindurchgeführt ist. Die Luftzuführung zum Kreiselrotorgehäuse 1' erfolgt in diesem Falle durch das vordere Kardanrahmenlager 4 über einen Kanal 32'. Der Hebel 9' mit dem Horizontbalken 10' wird

^a5 in der gleichen Weise wie beim vorbeschriebenen Beispiel von einem durch den Kardanrahmen 3' hindurchgeführten Stift 7' bewegt. Auf der anderen Seite der Achse 11' ist ein Gegengewicht 41 angeordnet. Eine Scheibe 13' mit einer Schlitzführung sitzt unmittelbar am Kreisel rotorgehäuse und bewegt den um die Achse 16' schwenkbaren Hebel 17'. Die Achse i6' liegt oberhalb der durch die Kardanachsen verlaufenden Ebene und bevvegt bei Längsneigungsänderungen über einen in der Abbildung nicht sichtbaren Hebel, dessen Ende über eine Gabel an dem Verbindungstück 19' angreift, das Strahlrohr 20' hin und her.

Die Bewegungsübertragung auf das Strahlrohr 24' erfolgt in der gleichen Weise wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel.

Die Luft wird durch die Öffnung 30' abgesaugt und strömt durch das Sieb 31' in den Kanal 36' und gelangt von dort in das Kreiselrotorgehäuse bzw. zu den Strahlrohren. Die von dem durch das Strahlrohr 20' austretenden Luftstrom beaufschlagten Verteilerdüsen 25' stehen mit den Anschlüssen 28' in Verbindung. "Die zu den Verteilerdüsen 26' gehörigen Anschlüsse sind darüber angeordnet und daher in der Abbildung nicht, sichtbar.

Bei dem in Abb. 5 dargestellten kunstflugtauglichen Kreiselgerät liegt die Kardanhauptachse parallel zur Flugzeugquerachse. IUje Bewegungen des Kardanrahmens 3" werden über eine ringartig ausgebildete Schlitzführung 21" auf das Strahlrohr 42 übertragen, während die Bewegungen des Kreiselrotorgehäuses in ähnlicher Weise wie bei der in. Abb. 4 dargestellten Ausführungsform über eine Führungsscheibe 13" einen um die Achse 16" schwenkbaren Hebel 17" und ein durch das linke Lager 4" der Kardanhauptachse geführtes Verbindungsstück 19" auf das Strahlrohr 43 übertragen.

Der Kreisel kann bei dieser Anordnung ganz beliebige Stellungen einnehmen, ohne dabei durch Anschläge behindert zu sein.

Zwecks sinnfälliger Anzeige wird die Bewegung des Kreiselrotorgehäuses 1" unter Bewegungsumkehr auf ein im Kardanrahmen 3" gelagertes, vorteilhaft als Flugzeugbild ausgeführtes Anzeigeglied 44 übertragen. Zu diesem Zweck ist die vordere Kardannebenachse 45 durch den Kardani^-ahmen 3" hindurchgeführt und über die beiden Zahnräder 46 mit dem Anzeigeglied 44 gekuppelt. Eine den Kardanrahmen 3" umschließende Trommel 47 gestattet die Ablesung der Flugzeuglängsneigung bei jeder beliebigen Lage des Kreisels in bezug auf das Gehäuse 50.

Die besondere Ausbildung der Anzeigeglieder bildet nicht den Gegenstand dieses Patents.

Für die Luftzuführung zum Kreisel und zu den Strahlrohren sind getrennte Druckluftanschlüsse 48, 49 vorgesehen. Dadurch kann den Strahlrohren 42, 43 ohne Zwischenschaltung weiterer Relais der erforderliche Druck zur Verstellung von Rudermotoren, in Abhängigkeit von der Längs- und Querneigung des Flugzeuges, zugeführt werden, während der Kreisel in üblicher Weise mit geringerem Druck betrieben wird.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kardanisch aufgehängter Kreisel mit drei Freiheitsgraden, insbesondere Kreisellot für Luftfahrzeuge, mit Vorrichtungen zur Abgabe von Steuergrößen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung des Kreiselumlaufachsenträgers durch ein am Kardanrahmen befestigtes Gestänge in eine zur Kardanhauptachse gleichachsige hin und her gehende Bewegung für die Betätigung des zugehörigen iw Steuergebers umgelenkt ist.

2. Kreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Kreiselumlaufachsenträger gekoppelte Gestänge um den Kardanrahmenträger herumgeführt ist.

3. Kreisel mit lotrechter Umlaufachse und der Flugzeugquerachse parallel gelagertem Kreiselumlaufachsenträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an diesen in an sich bekannter Weise unter Bewegungsumkehr für sinn-

fällige Anzeige ein am Kardanrahmen schwenkbar gelagertes Horizontzeigerwerk angelenkt ist und das Horizontanzeigewerk gleichzeitig zur Übertragung der Bewegungen auf den Steuergeber dient.

4. Kreisel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsgeber in ein besonderes Gehäuse eingebaut sind, das in einfacher Weise an einen künstlichen Horizont üblicher Bauart ansetzbar ist.

5. Kreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kreiselumlaufachsenträger ein an sich bekannter Strahlrohrkraftschalter betätigt ist.

6. Kreisel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auch von dem Kardanrahmen ein Strahlrohr gesteuert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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