DE768095C - Kreiselgeraet - Google Patents
KreiselgeraetInfo
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Description
AUSGEGEBEN AM
23. JUNI 1955
23. JUNI 1955
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 42 c GRUPPE 25
S 127008 IX j 42
c
Dr. phil. Karl Glitscher, Berlin-Schmargendorf
ist als Erfinder genannt worden
Kreiselgerät
Patentiert im Deutschen Reich vom 28. April 1937 an Patenterteilung befcanntgemacht am 1'8, Mai 1955
Für die Stabilisierung einer Plattform um zwei Achsen (Meß achsen) sind unter anderem
sogenannte Kreiselträgheitsraibrnen bekanntgeworden.
Das sind Geräte, bed denen für jede Meßachse an der Plattform je eine
Kreiselanoordniung gelagert ist, dlie relativ
zur Plattform frei präzedieren kann und in Afolhängiigfaeiit von ihrer Prozession
eineni Stützimotor steuert, der seinerseits dlie Einstellung· der Plattform um die betreffende
Meßadhee erhält. Hierbei sind zwei Bauarten
zu unterscheiden. Bei der einen ist die Plattform
.mit den an ihr gelagerten Kreiseln a-zimutfast orientiert und hierzu bei Aufstellung
auf einem Fahrzeug od. dgl. drehbar angeordnet und in Einstellabhängigkeiit von
einem Aziimuitkreisel, einem Kompaß od. dgl.
gebracht. Das Gerät ist also so. aufgestellt,
daß es >an Drehungen des das Gerät tragenden
Fahrzeuges um seine Hochachse nicht teilnimmt. Man wollte damit verhindern., daß die
Dralivektören der an der Plattform gelagerten
Kreisel bei einer Kurvenfahrt relativ zur Erde 'gedroht würden und1 dadurch etwa die
Plattform aus der zu stabilisierenden Lage 25-brächten.
Bai dar zweiten Ausführung baute man die
der einzelnen Meßachise zugeordnete Kreieelanondnuing
aus zwei Kreiseln auf, deren Draillvektoiren in der· Nullstellung der beiden
Kreisel.einander entgegengerichtet sind und denen P.räzessionsachsen so miteinander ge-
kuppelt sind, daß die Kreisel jeweils spiegel bildlich zueinander präzedieren. Auf diese
Weise erreichte man, daß in der Nullstellun; der beiden Kreisel die Resultierende ihre
D rail vektoren gleich Null ist und infolgedessen eine Kurvenfahrt des den Trägheitsrahmen tragenden Fahrzeuges ohne wesentlichen
Einfluß auf die Einstellung der zu stabilisierenden Plattform bleibt.
ίο Eine in der Bauart einfachere Lösung ist
Gegenstand der Erfindung. Für das neue Kreiselgerät, das ebenfalls eine um zwei
Achsen zu stabilisierende Plattform enthält, ist die Vereinigung folgender Merkmale
kennzeichnend, nämlich:
a) daß jeder Meßachse nur ein Kreisel mit zur Plattform aufrechter Präzessionsachse
und paralleler, in der Nullstellung quer zur Meßachse verlaufender Umlaufachse zu-
ao geordnet ist,
b) daß jeder Kreisel einen die Plattform um die betreffende Meßachse stabilisierenden
Stützmotor steuert,
cj daß das Gerät mit dem oder mit dem und
auf dem es tragenden Fahrzeug drehbar ist. Von den vorgenannten, nicht azimutfest
orientierten Trägheitsrahmen unterscheidet sich also das neue Kreiselgerät im wesentlichen
dadurch, daß an Stelle der Mehrkreiselanordnung, deren resultierender Drallvektor
in der Nullstellung gleich Null ist, ein Einzelkreisel getreten ist. Dadurch ist eine
sehr wesentliche Vereinfachung des Gerätes erzielt, ohne daß die Genauigkeit der Stabilisierung
darunter litte. Der Grund hierfür ist im Anschluß an die folgende Beschreibung eines Ausfüfarungsbeispieles erläutert. Dieses
ist in
Fig. ι in Seitenansicht,
Fig. 2 in Draufsicht und
Fig. 2 in Draufsicht und
Fig. 3 in einem Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1 dargestellt.
In den Fig. 1 bis 3 ist die zu stabilisierende Plattform 1 mit Hilfe der Achse 2, 2' an
einem Ring 3 aufgehängt. Dieser ist mit Hilfe der senkrecht zur Achse 2, 2' verlaufenden
Achse 4, 4' an zwei Lagerböcken 5 und 6 gelagert. Die Plattform 1 wird bezüglich der
Achsen2, 2' und 4, 4' stabilisiert, d.h. parallel zu einer gegebenen Anfangsstellung gehalten.
Zur Stabilisierung um die Achse 2, 2' dient der Kreisel 7, der mit Hilfe der aufrechten
Präzessionsaclise 8, 8' an einem mit der Plattform
ι verbundenen Lagerrahmen 9 gelagert ist und dessen waagerechte Umlaufachse
normalerweise parallel zur Achse 4, 4' verläuft. An dem Ring 3 ist ein mit der
Achse 2, 2' gleiichachsiges Zahnradsegment 10 befestigt. Es steht über das Ritzel 11 in Eingriff
mit einem an der Plattform 1 gehalterten Motor 12, dem sogenannten Stützmotor. Die
zugehörige Schaltvorrichtung besteht aus zwei Teilen, von denen der eine Teil 13 mit
dem Lagerrahmen 9 und der Teil 14 mit dem Teil 8 der Präzessionsachse des Kreisels 7
verbunden ist. Weicht der Kreisel 7 im einen oder anderen Sinne von der dargestellten
Nullstellung ab, in der die Umlauf achse senkrecht zur Achse 2, 2' verläuft, so wird der
Stützmotor 12 über die Schaltvorrichtung 13, 14 im einen oder anderen Sinne eingeschaltet.
Zur Stabilisierung der Plattform um die Achse 4, 4' dient der Kreisel 15. Er ist mit
aufrechter Präzessionsachse 16, 16' an einem an der Plattform 1 befestigten Lagerrahmen
17 gelagert. Die Umlaufachse des Kreisels 15 verläuft senkrecht zur Achse 4. 4'. Über die
Schaltvorrichtung 18, 19, von der der Teil 18
mit dem Rahmen 17 und der Teil 19 mit dem Achsenteil 16 verbunden ist, steuert der
Kreisel 15 den am Lagerbock 5 gehaltenen Stützmotor 20. Dieser ist über das auf seiner
Welle sitzende1 Ritzel 21 und das mit der
Achse 4, 4' gleichachsige, an dem Ring 3 befestigte Zahnradsegment 22 mit der Achse 4.4'
gekuppelt. Der Einschaltsinn des Motors 20 ist abhängig von dem Sinne, in dem der
Kreisel 15 aus seiner Nullstellung, in der seine Lrmlaufachse senkrecht zur Achse 4, 4'
verläuft, abweicht. Der Schwerpunkt der Plattform 1 und der an ihr gelagerten Teile
fällt mit dem Schnittpunkt der Achsen 4, 4' und 2, 2' zusammen. Die Plattform 1 ist also
mit den an ihr gelagerten Teilen indifferent aufgehängt. Die Kreisel 7 und 15 mögen den
durch die in Fig. 1 und 2 eingetragenen Pfeile angegebenen Umlaufsinn besitzen.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst angenommen, daß das Fahrzeug
oder der sonstige Körper, mit dem die Lagerböcke 5 und 6 verbunden sind, Schwankungen,
aber keine Kurvenfahrten ausführe. Die Plattform 1 befinde sich in einer Lage, die
mit der dargestellten Horizontallage übereinstimmt oder von ihr um nicht allzu große
Beträge abweicht. Die Kreisel mögen die dargestellten Relativstellungen bezüglich der
Plattform besitzen. Wird auf die Plattform 1 infolge der Schwankungen der Bettung P ein
Moment ausgeübt, das bestrebt ist, sie um die Achse 2, 2' aus der gegebenen Orientierung
zur Erde im Uhrzeigersinne (bezogen auf Fig. 1) zu drehen, so hat das zur Folge, daß
der Kreisel 7 mit Bezug auf Fig. 2 im Uhrzeigersinne präzediert und über die Schaltvorrichtung
13, 14 den Stützmotor 12 einschaltet. Der Einschaltsinn ist dem von außen
ausgeübten Moment entgegengerichtet. Durch das von dem Stützmotor auf die Plattform 1
ausgeübte Moment wird also dem von außen einwirkenden Moment das Gleichgewicht ge-
halten. Versehwindet das letztere wieder, so
wird kurzzeitig- dais Moment des Stützmo'tors
überwiegen, mit der Folge, daß die Plattform ι uim den sehr geringen Betrag, um den
sie von der zuvor gegebenen Lage abgewichen war, wieder zurückgestellt wird; und! hierbei
der Kreisel· 7 ebenfalls in die Anfangsstellung
zurückkehrt.
In gleicher Waise wirken der Kreisel 15
und der von ihm gesteuerte Stützmotor 20 im Falte des Auftretens eines äußeren, um die
Achse 4, 4' wirkenden Momentes.
Es sei jetzt der Fall betrachtet, daß die schwankende Bettung P des Gerätes eine
Kurvenfahrt ausführt. Der einzelne Kreisel 7, 15 sucht sich zunächst wie ein Aziümutkreisel
zu verhalten, d. h. seine Orientierung' im Raum beizubehalten, sich alsO' atr der Drehung
der Bettung P nicht zu beteiligen. Infolgedessen nimmt der einzelne Kreisel .relativ zur
Plattform 1 eine Stellung ein, die gegen, die Nullstellung ein wenig versetzt ist. Das hat
zu Folge, daß über die Schaltvorrichtungen 13, 14 bzw. 18, 19 die zugehörigen Stützmotoren
12 bzw. 20 eingeschaltet werden. Diese üben auf die Plattform 1 um die betreffenden
Achsen 2, 2' bzw. 4, 4' je ein Moment aus. Diese Momente bewirken, daß
die Kreisel 7 und 15 zu präzedieren beginnen
unid dadurch ihrerseits den von den Motoren 12 und 20 auf die Plattform 1 übertragenen
Momenten entsprechende Gegenmomente auf die Plattform 1 ausüben, so daß diese, abgesehen
von der azimutalen Einstellung, ihre Lage beibehält. Das vom Motor 12 und
ebenso· das vom Motor 20 ausgeübte Moment stallt sich .selbsttätig so ein, daß entsprechend
der Kurveniahrt der Kreisel 7 und! ebenso· der
Kreisel 15 mit Bezug auf den Raum präzediert und damit, bezogen auf die Plattform 1, in
der Nullstellung bleibt, wenn man· von dem geringen zur Einschaltung des Motor 12 bzw.
des Motors· 20 erforderlichen Ausschlag absieht.
Zusammengefaßt: Der Kreisel 7 erzeugt selbst über den Motor 12 dasjenige äußere
Moment, das. er benötigt, um entsprechend der Kurvenfahrt der Bettung P im Raum um
die Präzessionsachse 8, 8' zu präzedieren und damit bei einer Kurvenfahrt relativ zur Plattform
ι in Ruhe zu bleiben. Das gleiche gilt für den Kreisel 15 und
<diie Achse 4, 4' mit dem zugehörigen Motor 20. Es wird also· die
Orientierung der Plattform 1 durch Kurvenfahrten
dies Fahrzeuges nicht gestört, obgleich der Drall das Kreisels 7 und der des Kreisels
15 in ganzer Größe wirksam ist. Es war im vorhergehenden angenommen, daß das
Kreiselgerät auf einem Fahrzeug, z.B. Luft-O'der Wasserfahrzeug, fest orientiert aufgestellt
ist, so· daß also· beispielsweise die Achse 4, 4' parallel zur Längsachse und die
Achse 2, 2' parallel zuir Querachse des Fahrzeuges verläuft. Für diesen Fall stellt der
Pfeil F die Fahrtrichtung dar. Das Gerät kann selbstverständ'Höh auch seinerseits drehbar
auf einem Fahrzeug angeordnet, z. B. mit einem Geschütz, einem Scheinwerfer, Fernrohr
od. dig!., so· verbunden sein, daß es mittels der Achsen. 4, 4' und 2, 2' den Kipp- und
Kantwinikel des Geschützes od.dgl. erfaßt.
Entsprechend den beiden vorgenannten Aufstellungsarten sind die Achsen 2, 2' und 4, 4'
als Meßadhsen bezeichnet, da das Gerät insbesondere dazu bestimmt ist, den Sehlinger-
und Stampf winkel oder den Kipp- und Kantwinikel
zu messen. Häufig liegen die Verhältnisse so·, daß lediglich nur einer dieser beiden
Winkel, insbesondere im einen Falle der Schlingerwinkel und im anderen Falle der
Kippwinkel interessiert. Dann wird das Kreiseltgerät zweckmäßig so· aufgestellt, daß mittels
der Achse 4, 4' der zu messende Winkel ermittelt wird. Er kann unmittelbar
von dem Motor 20, da die Motorwelle den betreffenden Winkel als Drehwert führt, abgenooimen
oder auch an irgendeine andere Einrichtung, z. B. mittels eines mit dem Motor 20 über das Vorgelege 23 gekuppelten
Gebers 24 weitergeieiitet werden. Soll auch der durch die Achse 2, 2' ermittelte Schräglagenwinkel
übertragen werden, so kann hierzu ein zweiter Geber mit dem Motor 12 gekuppelt
werden. Im allgemeinen wird es isich jedoch in diesen Fällen, in denen beide durch die
Achsen 4, 4' und 2, 2' ermittelten Winkel abzunehmen sind, empfehlen, ein Kardangehänge
mit vier Lagerböcken zu verwenden, bei dem also· jeder der beiden Stützmotoren
12 und 20 an einem mit der Bettung P fest verbundenen Lagerbock angebracht ist.
Gegenüber dieser Ausführung hat die dargestellte naturgemäß den Vorteil, auch hinsichtlich
des Kardangehänges überaus einfach zu sein. Sie verdient daher insbesondere dort
den Vorzug, wo lediglich von den beiden durch die Plattform 1 gegebenen. Sehräglagerjiwinkeln
nur einer interessiert.
Das Gerät kann natürlich auch benutzt werden, wenn es sich nicht darum handelt,
S'chräglagemiwinkel zu messen, sondern darum, für die Aufnahme eines anderen Gerätes die
hierzu dienende Plattform 1 zu stabilisieren. Es war im vorhergehendien von Schlinger-
und Stampf winkel und Kipp- und Kantwinkel
die Rede. Diese Winkel werden im allgemeinen gegen die Horizontalebene1 gemessen,
was also· voraussetzen würde, daß die Plattform 1 stets zur Horizontaliebene parallel
stehen würde. Das ist bei dem Gerät nach Fig. ι bis· 3 nicht ohne weiteres der Fall, und
es ilst für imanehe Aufgaben auch, nicht not-
wendig. Wünscht man, daß die Lage der Plattform ι nicht zu sehr von einer bestimmten
Lage abweicht bzw. daß die Möglichkeit besteht, die Plattform ι nach gewissen
Zeitabständen bzw. nach Bedarf in eine bestimmte Lage zu bringen, so können
zu diesem Zweck auf den Präzessionsachsen 8, 8' und 16, 16' Momenterzeuger
vorgesehen, werden, die z. B. von Hand einschaltbar sind. Durch Einschalten dieser
Momenterzeuger läßt sich dann leicht die Plattform ι in eine gewünschte Orientierung,
z. B. in die Parallelstellung zu der Horizontalebene bringen.
Aus der bisherigen Erläuterung geht hervor, daß es für manche Zwecke wünschenswert
ist, wenn die Plattform 1 die Horizontalebene einnimmt und diese Horizontal ebene
selbsttätig sucht, wenn also das Gerät die
zo Eigenschaft eines künstlichen Horizontes besitzt.
Dies kann in an sich bekannter Weise dadurch geschehen, daß an der Plattform 1
ein oder vorzugsweise zwei Gewidhtspendel (Vertikal- oder Horizontalpendel) gelagert
werden, von denen das eine die Abweichung der Plattform aus der Horizontaileibene um
die Achse 2,2' und das andere die Abweichung der Plattform aus der Horizontalebene um
die· Achse 4, 4' mißt und entsprechend dem Meßergebnis Momenterzeuger steuert, die
auf den Präzessionsachsen 8, 8' und 16, 16'
angeordnet sind. Es sei hierzu u. a. verwiesen auf die Fig. 6 bis 9 der Deutschen Patentschrift
768 000.
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Kreiselgerät mit einer um zwei Achsen (Meßachsen) zu stabilisierenden Plattform, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale, nämlich:a) daß jeder Meßachse nur ein Kreisel mit zur Plattform aufrechter Präzessionsachse und paralleler, in der Nullstellung quer zur Meß achse verlaufender Umlaufachse zugeordnet ist,b) daß jeder Kreisel einen die Plattform um die betreffende Meß ach se stabilisierenden Stützmotor steuert,c) daß das Gerät mit dem oder mit dem und auf dem es tragenden Fahrzeug drehbar ist.
- 2. Kreiselgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es vermittels eines oder vorzugsweise vermittels zweier an der Plattform gelagerter Pendel, die ihrerseits Momente auf die zur Plattform aufrechten Präzessionsachsen der Kreisel übertragen, zu einem horizontsuchenden Gerät ausgebildet ist.
- 3. Kreiselgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattform (1) mit der einen Meß achse (2, 2') an einem Ring (3) und dieser mit der zweiten Meß achse (4, 4') an einer bettungsfesten Anordnung, z. B. zwei Lagerböcken (5, 6), gelagert ist und daß dereine Stützmotor (20) mit der bettungsfesten Anordnung (5) und der andere Stützmotor (12) an einem der beiden Teile, Plattform (1) und Ring (3), gehaltert ist und an dem anderen Teil über ein Getriebe, z.B. Ritzel (11) und Zahnbogen (10), angreift.Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:Deutsche Patentschriften Nr. 496 898,573749. 598840;
französische Patentschrift Nr. 779 776.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 509521 6.55
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES127008D DE768095C (de) | 1937-04-28 | 1937-04-28 | Kreiselgeraet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES127008D DE768095C (de) | 1937-04-28 | 1937-04-28 | Kreiselgeraet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE768095C true DE768095C (de) | 1955-06-23 |
Family
ID=7537343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES127008D Expired DE768095C (de) | 1937-04-28 | 1937-04-28 | Kreiselgeraet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE768095C (de) |
Cited By (1)
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1937
- 1937-04-28 DE DES127008D patent/DE768095C/de not_active Expired
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