DE835194C - Kreiselgeraet - Google Patents

Description

Die Priorität der Anmeldungen in den V. St. v. Amerika vom 28. August und 17. Oktober 1945

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf Kreiselgeräte der- Zession des Kreisels so groß würde, daß die von jenigen Art, bei welcher der Lagerrahmen für den dem Gerät gelieferten Anzeigen zu fehlerhaft wären,

Rotor eine Winkelbewegung um zwei zueinander j um nützlich zu sein.

senkrechte Achsen rechtwinklig zu der Rotorachse \ Ίμχ Ausbildung eines Kreiselgerätes, welches

mittels eines Kardanrahmens ausführen kann. : bei Kunstflügen voll arbeitsfähig bleiben soll, wurde

Bei den bisher bekannten Geräten dieser Art ! zunächst vorgeschlagen, die Begrenzung der relati-

sind Begrenzungsanschläge vorgesehen, um die ' ven Winkelbewegung des Rotorlagerrahmens und Winkel bewegung des Rotorlagerrahmens in jeder des Kardanrahmens und ebenso die Fangeinrich-Richtung von einer die beiden Achsen des Kardan- tung wegzulassen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß,

10 rahmens enthaltenden Ebene auf einen Winkel zwischen 45 und 75' zu beschränken. Bei einer solchen Anordnung hat es sich jedoch als notwendig erwiesen, den Rotorlagerrahmen zu sperren, wenn das das Gerät mit sich führende Flugzeug Kunstwenn dies geschieht und das Flugzeug eine Lage einnimmt, in der eine Achse des Kardanrahmens der Verlängerungslinie der Kreiselumlaufachse angenähert wird (ein Zustand, der beim Ansetzen 30 eines senkrechten Sturzfluges in dem Fall eintritt,

fluge ausführen oder ungewöhnliche Lagen an- ■ wo die Kreiselumlaufachse in der Längsrichtung nehmen soll, weil, falls die Begrenzungsanschläge < des Flugzeuges liegt), eine Erscheinung auftrat, die in Berührung kommen, die sich ergebende Prä- ', als Kardansperre bekannt wurde und welche zwei

Arten von Störungen verursacht: einmal wird bei Annäherung an diese Richtung auf den Kreisel, wahrscheinlich durch Reibung der Kardanringe, eine Kraft ausgeübt, welche die Kreiselumlaufachse mit der äußeren Zapfenkardanachse auszurichten sucht, oder der normalerweise senkrechten Achse im Fall eines Richtkreiscls. Diese Kraft ändert sich stark, je nachdem ob die Zapfenachse des Kreisels zu der Zeit geneigt ist, je nach der Geschwindigkeit, mit welcher die Schleife durchlaufen wird, und in Abhängigkeit von anderen Faktoren, jedoch können die Fehler bei geeigneter Ausbildung innerhalb weniger Grade gehalten werden. Der zweite und viel ernstere Fehler beim Auftreten der Kardansperre ist der, daß. wenn die Schleife über die Vertikale fortgesetzt wird, der Kardan· oder senkrechte Ring in fast allen Fällen sich umkehrt, obwohl die Richtung der Kreisclumlaufachse annähernd dieselbe bleibt. Diese Erscheinung kann als Kardanumkehrung bezeichnet werden, da sie einen Fehler von 18o^r bei der Ablesung des Anzeigegerätes verursacht und dadurch einen Zustand herbeiführt, der nicht besser und wahrscheinlich schlechter ist als derjenige, welcher durch die Begrenzung der relativen Winkclbewegung der beiden Rahmen verursacht wird.

Nach eingehenden Versuchen hat es sich als mög lieh erwiesen, die Notwendigkeit des Abfangens bei Kunstflügen oder anderen ungewöhnlichen Manövern zu vermeiden, indem man die Begrenzungsanschläge beibehält, sie jedoch so anbringt, daß sie eine relative Schwenkung der Rotorlagcrrahmen über einen Winkel zwischen 80 und 89" einschließlich zu beiden Seiten einer die beiden Achsen ent- ' haltenden Ebene zulassen. Bei dieser Anordnung kann ein Flugzeug erhebliche Seiten- oder Längsneigungswinkcl ausführen, ohne daß die Anschläge in Berührung kommen, wobei der Zustand der Kardansperre verhindert wird. Auch wenn die Anschlage in Berührung kommen, wird der Kreisel nicht wesentlich aufgerichtet, so daß das Gerät noch j verwendbar ist. Wenn es sich um einen gesteuerten Richtkreisel handelt, könnten restliche Fehler im j Azimut durch Signale aus der Steuereinrichtung, j

ζ. Β. einem magnetischen Kompaß, berichtigt werden. Wenn es sich um einen Richtkrciscl der freien Bauart handelt, kann der Flugzeugführer die Rose ■ nach einem magnetischen Kompaß durch eine Handeinstellvorrichtung wieder einstellen. Wenn es sich um ein durch pendelfähige Überwachungskörper gesteuertes Gerät handelt, werden die rest liehen Fehler selbsttätig rechtzeitig beseitigt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnung.

Fig. ι ist eine Seitenansicht eines Richtkreisels

gemäß der Erfindung, dessen Gehäuse im Schnitt j

dargestellt ist; j

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1.

Zur Veranschaulichung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung ein Richtkrciscl mit einer Kompaßrose für direkte Ablesung dargestellt. Es sei hervorgehoben, daß, falls erwünscht, das Gerät i auch ein solches für Fernablesung sein könnte,

, wobei das Gerät zur Steuerung eines oder mehrerer Übertragerkompasse an sich bekannter Art verwendet werden kann. Das in der Zeichnung dargestellte übliche Gerät besitzt ein Gehäuse 10, in dessen Stirnwand ein Fenster 1 1 vorgesehen ist. Hinter dem Fenster 1 1 befindet sich eine Abdeckung 12 mit einer passenden Öffnung, durch welche eine Kompaßrose 13 für seitliche Ablesung sichtbar ist. Das Gerät kann abgelesen werden, indem man die Stellung der geteilten Kompaßrose 13 mit einer festen, nicht dargestellten Linie vergleicht, die an dern Fenster oder an der Abdeckung vorgesehen werden kann. Der Ring kann auch in anderer

: Weise einen beweglichen Zeiger gegenüber einer fest stehenden Kompaßrose verstellen. Innerhalb des

', Gehäuses 10 ist ein Ring 14 durch das obere und untere Lager 15 bzw. 16 um eine normalerweise senkrechte Achse drehbar gelagert. Die bei 17 angegebene Achse des Ringes 14 ist normalerweise parallel oder zusammenfallend mit der senkrechten oder Gierachse des Flugzeuges, auf welchem das Gerät verwendet wird. An dem Ring 14 ist ein Rotorrahmen oder Gehäuse 18 um eine normalerweise horizontale Achse, welche durch Zapfen 20 und 21 festgelegt ist. drehbar angebracht. Der Rahmen und die Ringteile des Gerätes sind in üblicher Weise angeordnet, der Rahmen enthält jedoch ferner einen nicht dargestellten, in Kreisel bewegung versetzten Rotor, der um eine Ach'se umläuft, welche normalerweise zu der senkrechten Achse 17 des Ringes und zu der horizontalen Achse des an dem Ring angebrachten Rahmens senkrecht steht. Wie ersichtlich, ist die Rose 13 an dem vertikalen Ring 14 fest angebracht, so daß diese Teile verbunden sind und die Rose in Übereinstimmung mit der Lage des Ringes um seine normalerweise senkrechte- Achse 1 7 eingestellt wird. Fig. ι zeigt ferner einen Drehmomentmotor 22 der Käfigbauart, dessen bewickelter Stator 23' einen Teil des vertikalen Ringes bildet. Der Motor übt auf den Ring ein Drehmoment aus. wenn er wirksam ist, um den Rotorrahmen um die durch die Zapfen 20,21 festgelegte Achse auszurichten. Die Stromkreise zur Betätigung des Motors sind, da sie nicht zur Erfindung gehören, nicht dargestellt. Ferner sind keine Einrichtungen für die Einstellung der Azimutlage des vertikalen Ringes gezeigt. Zu diesem Zweck können übliche Steuer- und Ausrichteinrichtungen verwendet werden.

Wie oben erwähnt, mußten Geräte dieser Art mit Einrichtungen zum Abfangen oder Festhalten des Kreisels in einer festen Lage zu dem Gehäuse 10 versehen werden, wenn der Pilot Kunstflüge oder ungewöhnliche Manöver ausführen wollte. Bei dem erfindungsgemäßen Gerät ist eine solche Festhalteeinrichtung nicht erforderlich und wurde daher nicht dargestellt. Der Hauptzweck der Abfangeinrichtungen bestand darin, die Krcisclumlaufachsc mit dem Flugzeug gleich und ausgerichtet festzuhalten, bis der normale Flug wieder aufgenommen wurde. Während das Gerät dadurch zeitweilig 1111-wirksam gemacht wurde, war es in einer Lage fest

gehalten, in der es sofort gelöst und zur Durch-; führung eines geraden Fluges unmittelbar verwendet werden konnte. Die Festhalteeinrichtung verhinderte auch jede Möglichkeit einer Kardan-, sperre oder Kardanumkehrung, die unter Verhältnissen eintreten, wenn die Kreiselachse des Rotors und die Achse \~ und der Ring 14 sich der Aus richtung nähern und sie durchschreiten.

Gemäß der Erfindung sind Mittel zur Verhinderung der Kardansperre in Form von zwei entgegengesetzt angeordneten Anschlägen oder Vorsprüngen 23 und 24 vorgesehen, die an dem Rotorrahmen oder Gehäuse 18 befestigt sind, sowie ein Begrenzungsstück in Form eines senkrecht angeordneten Ansatzes 25, welcher an dem Ring 14 befestigt ist und als flache Blattfeder ausgebildet sein kann. Diese Teile arbeiten, wie in Fig. 2 gezeigt, zusammen, um die Winkelbewegung zwischen Rahmen und Ring auf einen vorbestimmten Winkel zwischen 80 und 89' von einer Ebene zu begrenzen, welche die Achsen des Rotorlagerrahmens und den senkrechten Rahmen enthält, wie dies durch die Winkel A und B angegeben ist.

Für eine Bauart eines Richtkreisels wurden gute Ergebnisse erzielt, wenn die Anschläge so angeordnet sind, daß sie bei einem W^rinkel (A oder B in Fig. 2) von 85 in Wirkung treten.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird, wenn sich das Flugzeug so bewegt, daß seine normalerweise vertikale Gierachse durch eine horizontale Lage geht, entweder der Anschlag 23 oder der Anschlag 24 auf den Ansatz 25 auf treffen und verhindern, daß in dem Gerät eine Kardansperre eintritt. Durch Vermeidung der Kardansperre wird auch die Möglichkeit ausgeschlossen, daß die relative Lage des Ringes und des Rahmens umgekehrt und in der Anzeige der Kompaßrose eine Unbestimmtheit von ^ 180 hervorgerufen wird. Der Pilot des Flugzeuges braucht ferner bei dem erfindungsgemäßen Richtkreisel diesen nicht festzustellen oder zu lösen, so daß die komplizierte und kostspielige Feststellvorrichtung der bisherigen Geräte ganz weggelassen werden kann.

Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß die Anschläge mit geringerer Wahrscheinlichkeit während Schleifen oder Rollen des Flugzeuges in Berührung kommen, als dies bei Richtkreiseln der Fall war, welche Anschläge in der bisherigen Anordnung besitzen.

Claims (6)

1. Patentansprüche.·

   ι . Kreiselgerät mit einem Rotorlagerrahmen, der sich mittels eines um seine äußere Achse in dem Gerätegehäuse frei drehbaren Kardangestelle um zwei zueinander senkrechte Achsen verdreht, gekennzeichnet durch Einrichtungen, welche die zugelassene Winkelbewegung des Rotorlagerrahmens in dem Kardangestell auf einen Winkel zwischen 80 und 89' auf jeder Seite einer die beiden Achsen enthaltenden Ebene begrenzen.
2. 2. Kreiselgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rotorlagerrahmen und an dem Kardangestcll Begrenzungsanschläge angebracht sind.
3. 3. Kreiselgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag an dem Kardangestell und zwei entgegengesetzt angeordnete Anschläge an dem Rotorlagerrahmen angebracht sind.
4. 4. Kreiselgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag an dem Kardangestcll annähernd in der die Achsen des Kardangestells enthaltenden Ebene, jedoch in radialem Abstand von diesen Achsen angeordnet ist, während die Anschläge an dem Rotorlagerrahmen in der Nähe, jedoch unterhalb der die Rotorachse und die Achse des Rotorlagerrahmens enthaltenden Ebene angeordnet sind und jeder Anschlag in parallelen Richtungen in radialem Abstand von der Rotorachse angebracht ist.
5. 5. Kreiselgerät nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Anschläge in Form einer Blattfeder ausgebüdet ist.
6. 6. Kreiselgerät nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag an dem Kardangestell in Form einer senkrecht angeordneten Blattfeder angeordnet ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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