DE722060C - Kardanisch aufgehaengter Kreisel - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatents; ist ein kardanisch in oder nahe seinem Schwerpunkt aufgehängter Kreisel, wie er insbesondere in Luftfahrzeugen zur Anzeige des Horizontes 5 oder des Azimuts Verwendung findet, bei welchem eine Bremsvorrichtung für die Drehung des Kardanrahmens um die äußere Kardanachse vorgesehen ist und diese Bremsvorrichtung durch mit der inneren Kardanachse verbundene Mittel beim Überschreiten eines vorbestimmten Schwenkwinkels des Kreisels um die innere Kardanachse selbsttätig einschaltbar ist.

Im Hauptpatent wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß das auf den Kreiselläufer wirkende Antriebsmoment oder Reibungsmoment der Lager für die Umlaufachse auf den Läuferträger entsprechende Gegendrehmomente zur Folge haben. Wenn sich die Kreiselumlaufachse in ihrer Normallage senkrecht zur Ebene der Kardanachsen befindet, werden diese Momente von den Kardanachsen aufgenommen. Wenn jedoch die Umlaufachse von der genannten Normallage abweicht, so besitzt das in Rede -stehende Gegendrehmoment eine Komponente um die äußere Kardanachse, welche bestrebt ist, den Kardanrahmen mit dem Kreisel in Drehung um die äußere Kardanachse zu versetzen.

Derartige auf den Läuferträger einwirkende Drehmomente können sich, auch wenn sie sehr klein sind, bei einem in Betrieb befindlichen Kreisel -dann voll auswirken, wenn der Kreisel um die inner-e Kardanachse so weit ausgeschwenkt ist, daß die Umlaufachse in oder nahezu in die Richtung der äußeren

Kardanachse fällt. Diese Lage wird im Flugbetrieb immer eintreten, wenn ein Flugzeug um eine zur inneren Kardanachse parallele Achse Drehungen um 90⁰ und mehr, z. B. im Kunstflug, ausführt.

Die Erfindung löst die Aufgabe, einen solchen Kreisel voll durchdrehbar zu machen, mit Hilfe einer gemäß dem Hauptpatent vorgesehenen Bremsvorrichtung, die erfindungsgemäß derart ausgebildet ist, daß sie eine volle Umdrehung des Kreiselumlaufachsenträgers um die innere Kardanachse ermöglicht und daß sie nach dem Durchgang der Kreiselumlaufachse durch die Richtung der äußeren Kardanachse selbsttätig wieder abgeschaltet wird.

Die näheren Einzelheiten sind im folgenden, an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. ι einen Kreisel mit horizontaler Umlaufachse,

Fig. 2 den Kreisel der Fig. 1 um 90⁰ um die innere Kardanachse geschwenkt, Fig· 3 den Bremsring der Bremsvorrichtung,

Fig. 4 einen Kreisel mit horizontaler Um-■ laufachse und elektromagnetisch einstellbarer Bremsvorrichtung.

In den Fig. ι und 2 ist der Kreisel mit horizontaler Umlaufachse 1 in einem Gehäuse 2 gelagert, welches mit den Zapfen der inneren Kardanachse 3 in dem Kardanrahmen 4 drehbeweglich angeordnet ist. Der Rahmen 4 ist mit den Zapfen 5, 5 der äußeren Kardanachse in gehäusefesten Lagern 6,6 eines Gehäuses 7 um die äußere Kardanachse drehbeweglich. Ein derartiger Kreisel kann beispielsweise als Azimutkreisel für Navigation und Steuerung in Luftfahrzeugen dienen. Die in Fig. 1 gezeigte Lage des Kreisels stellt die Normallage dar, in welcher die Kreiselumlaufachse senkrecht zu der durch die beiden Kardanachsen bestimmten Ebene liegt. In Fig. 2 ist der Kreisel um 90⁰ um die innere Kardanachse 3 geschwenkt dargestellt. In dieser ausgezeichneten Lage fällt die Umlaufachse des Kreisels zusammen mit der Richtung der äußeren Kardanachse 5, 5. Um zu verhindern, daß der Kardanrahmen 4 in Drehung um die äußere Kardanachse 5, S versetzt wird, ist eine mechanische Bremsvorrichtung für die Drehung des Kardanrahmens um die äußere Kardanachse vorgesehen. Diese Bremsvorrichtung ist zweiteilig ausgebildet, derart, daß der eine Teil gerätefest angeordnet und der andere Teil mit dem Kreiselgehäuse 2 und damit mit der inneren Kardanachse 3 fest verbunden ist. Der letztgenannte Teil besteht aus einem messerförmigen Teil 8, der an seinem freien Ende .ein schneidenf örmiges Endstück 9 aufweist. Der gerätefeste Teil ist als konzentrisch zur äußeren Kardanachse liegender Bremsring ausgebildet, der in der zur äußeren Kardanachse senkrechten Ebene durch die innere Kardanachse 3 liegt. Der Bremsring weist, wie sich aus Fig. 3 ergibt, auf seiner Innenseite einen Zahnkranz auf, der durch die Zähne 11 gebildete Zwischenräume 12 besitzt, in welche das schneidenförmige Endstück des Teiles 8 eingreifen kann. Bei einer Drehung des Kreisels um die innere Kardanachse 3 relativ zu dem Gehäuse 7 in die in Fig. 2 gezeichnete Lage gelangt das schneidenförmige Endstück 9 in einen der in Fig. 3 dargestellten Zwischenräume 12 des Ringes 10. Es ist indes möglich, daß das Endstück 9 bei der genannten Drehung auf einen der Zähne 11 zu liegen kommt. In diesem Falle wird durch das auf die Kreiselumlaufachse infolge des Weiterdrehens des Kreisels ausgeübte Drehmoment eine Präzessionsbewegung des Kreisels um die äußere Kardanachse verursacht, so daß das Endstück 9 nach einer nur ganz geringen Drehung um die Achse 5, 5 in einen solchen Zwischenraum gelangt. Beim Weiterdrehen des Kreisels bzw. des Flugzeuges kann das Endstück 9 .ohne weiteres durch die betreffende Lücke hindurchtreten. Auf diese Weise ist die aus den eingangs erwähnten Gründen gefährliche Zone überwunden, ohne daß durch den Kreisel eine Drehung des Kardanrahmens um die äußere Kardanachse veranlaßt werden konnte. Dadurch, daß der Bremskörper 8, 9 durch die Verzahnung des Bremsringes 10 hindurchtreten kann, ist der Kreisel im Kardanrahmen voll durchdrehbar unter gleichzeitiger Abbremsung des Kardanrahmens.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausf ührungsbeispiel ist wiederum ein dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 2 entsprechender Kreisel mit horizontaler Umlaufachse vorgesehen. In den Figuren sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Die bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Bremsvorrichtung ist als elektromagnetisch inrückbare Backenbremse ausgebildet, die mit Hilfe einer durch den Kreisel beim Durchgang der Umlaufachse durch die Riehtung der äußeren Kardanachse steuerbaren Kontaktvorrichtung ein- bzw. ausgeschaltet wird.

Die Bremsvorrichtung weist eine mit der äußeren Kardanachse fest verbundene Bremsscheibe 18 auf, gegen welche ein Bremsklotz 17 anpreßbar ist. Zum Einrücken dieser Backenbremse ist ein Elektromagnet 16 vorfesehen. Die Kontaktvorrichtung zur Erregung des Elektromagneten weist eine Kontaktbahn 15 auf, die an der Innenseite eines [ehäusefesten Ringes 14 angeordnet ist und

in der zur äußeren Kardanachse senkrechten Ebene durch die innere Kardanachse 3, 3 liegt. Mit dieser Kontaktbahn 15 arbeitet ein Kontakt 13 zusammen, der mit Hilfe eines fingerartigen Teiles 8 am Kreiselgehäuse 2 und über dieses mit der inneren Kardanachse 3, 3 fest verbunden ist.

Bei einer Relativdrehung des Kreisels gegenüber dem Gehäuse 7 um einen solchen Betrag, daß die Umlaufachse des Kreisels in oder nahezu in die Richtung der äußeren Kardanachse fällt, gelangt der Kontakt 13 mit der Kontaktbahn 15 in Eingriff, wodurch der Stromkreis für den Bremsmagneten 16 geschlossen und dadurch die Backenbremse eingerückt wird. Der Kontakt 13 ist federnd derart ausgebildet, daß er mit verhältnismäßig geringer Reibung auf der entsprechend gekrümmten Kontaktbahn gleitet. Bei Weiterdrehung des Kreisels verläßt der Kontakt 13 die Kontaktbahn wieder, wodurch der Stromkreis für den Bremsmagneten unterbrochen und die Backenbremse 17, 18 wieder ausgerückt wird. Durch die eingerückte Backenbremse wird der Kardanrahmen 4 wiederum so lange abgebremst, bis der Kreisel durch diese besonders empfindliche Zone hindurchgetreten ist, so daß eine Drehung des Kardanrahmens 4 beim Durchgang der Umlaufachse des Kreisels durch diese Zone ausgeschaltet ist.

Im Rahmen der Ansprüche sind Abweichungen von den dargestellten Ausführungsbeispielen ohne weiteres möglich. So kann beispielsweise die durch den Kreisel steuerbare Kontaktvorrichtung auch in der Weise ausgebildet sein, daß der mit dem Kreisel verbundene Kontakt mit einem am Kardanrahmen angeordneten Gegenkontakt zusammenarbeitet, sofern nur der Stromkreis durch die beiden Kontakte während der Dauer 'des Durchganges der Umlaufachse durch die Richtung der äußeren Kardanachse geschlossen und dadurch die Backenbremse eingerückt wird. Die Zone des Ansprechens der Bremsvorrichtung kann sowohl bei der mechanischen wie bei der elektromagnetischen Ausbildung durch geeignete Bemessung, der sie · steuernden Teile in gewünschter Weise begrenzt werden. ■

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kardanisch in oder nahe seinem Schwerpunkt aufgehängter Kreisel mit einer Bremsvorrichtung für die Drehung des Kardanrahmens um die äußere Kardanachse, die durch mit der inneren Kardanachse verbundene Mittel beim Überschreiten eines vorbestimmten Schwenkwinkeis des Kreisels um die innere Kardanachse selbsttätig einschaltbar ist, gemäß Patent 701 623, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Bremsvorrichtung, daß diese eine volle Umdrehung des Kreiselumlaufachsenträgers um die innere. Kardanachse ermöglicht und daß diese nach dem Durchgang der Kreisel,-umlaufachse durch die Richtung der äußeren Kardanachse selbsttätig wieder abgeschaltet wird.

2. Gerät nach Anspruch 1 mit einem mit der inneren Kardanachse fest verbundenen Bremskörper und einem konzentrisch zur äußeren Kardanachse angeordneten gehäusefesten Bremsring, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Bremsring als Zahnkranz ausgebildet ist, der den Durchgang des mit der inneren Kardanachse verbundenen Bremskörpers ermöglicht.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als elektromagnetisch einrückbare Backenbremse ausgebildete Bremsvorrichtung mit Hilfe einer an ■dem Kreiselumlaufachsenträger angeordneten Kontaktvorrichtung geschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen