DE929326C - Kreiselkompass - Google Patents

Description

• Kreiselkompaß Die Erfindung betrifft einen Kreiselkompaß, dessen Präzessionsschwingungen durch einen in Abhängigkeit von der Elevation gesteuerten, um die Kursachse des Kreiselkompasses wirksamen Momenterzeuger gedämpft werden.
• Durch die Schwerkraftfesselung des Kreisels entsteht bekanntlich ein der Elevation proportionales Moment um die Elevationsachse, das eine Kreiselpräzession um die Azimutachse auslöst. Die übtichen Dämpfungseinrichtungen erzeugen ein Drehmoment um die Azimutachse, welches ebenfalls der Elevation proportional ist und eine solche Richtung hat, daß die entstehende Präzession die Elevation vermindert. Der Kreiselkompaß kommt daher gegenüber der Erde zur Ruhe, wenn die Elevation so groß ist, daß die Präzession um die Azimutachse entgegengesetzt gleich der Vertikalkomponente der Erddrehung ist. Damit nun dieser Wert der Elevation nicht durch den Einfluß der Dämpfungseinrichtung vermindert wird, muß die Kreiselumlaufachse um so viel von der Nord-Süd-Richtung abweichen, daß die Erddrehung in gleichem Maße die Elevation vergrößert. Das höher über dem Horizont liegende Ende der Kreiselumlaufachse muß daher nach Osten abweichen. Auf der Nordhalbkugel der Erde steht beispielsweise das Nordende der Kreiselumlaufachse über dem Horizont und zeigt daher ein wenig nach Osten. Am Äquator verschwindet die Vertikalkomponente der Erddrehung und damit die Elevation sowie die abweichung der Kreiselumlaufachse von der Nordrichtung. Diese Abweichung wird, weil sie in dem gleichen Maße von der geo- graphischen Breite abhängt wie die Größe der Vertikalkomponente der Erddrehung, als Breitenfehler bezeichnet. Eine breitenfehlerfreie Dämpfung läßt sich gemäß der Erfindung erreichen durch die Ausrüstung des Kreiselkompasses mit einer eine selbsttätige Kompensation des dämpfenden Momentes um die Kursachse bewirkenden trägen Einrichtung, die das zur Erzeugung der azimutalen Präzession erforderliche Moment um die Elevationsachse unbeeinflußt läßt.
• Im folgenden ist an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Dieser Beschreibung sind weitere Erfindungsmerkmale zu entnehmen: Mit I ist ein Kompaßkreisel bezeichnet, der in einem Kardangehänge 2 gelagert ist, das seinerseits um eine senkrechte Achse (Hoch- oder Kursachse) drehbar ist. Auf der waagerechten Achse 4 (Elevationsachse) befindet sich ein neigungsempfindlicher Lagergeber in Gestalt eines empfindlichen Horizontalpendels 5 sowie ein Momenterzeuger 6.
• Die Lagerung um die Achsen 3 und 4 muß möglichst reibungsfrei sein. Auf der Hochachse ist die Kompaßrose 9 angebracht. Das Pendel 5 liefert in Verbindung mit einem Verstärker 8 einen der Größe seines Ausschlages entsprechenden Spannungswert.
• Die Spannung liegt an dem Momenterzeuger 6, der mit Ferrariswicklungen ausgerüstet dargestellt ist.
• Der etwa schon in der Nordrichtung stehende Kreisel sucht seine Lage im Raum beizubehalten, d. h. infolge der Erddrehung hebt bzw. senkt sich seine Rotationsachse gegenüber dem Horizont. Diese Hebung bzw. Senkung bedingt einen entsprechenden Anschlag des mit der Elevationsachse verbundenen Pendels. Der mit einem der Größe des Ausschlages entsprechenden Spannungswert beaufschalgte Momenterzeuger 6 übt ein Moment um die Elevtionsachse 4 aus, das den Kreisel laufend zur Präzession in die Nordrichtung zwingt. Dieses Einlaufen in die Nordrichtung vollzieht sich, zumal beim Anlassen und nach Störungen, unter Schwingungen. Zur Dämpfung dieser Schwingungen um die Hochachse 3 ist ein nach dem Ferrarisprinzip arbeitender Momenterzeuger vorgesehen mit einer auf der Hochachse fest angebrachten Dämpfungsscheibe I0 (Metallscheibe), die sich im Felde der mit Zweiphasenstrom erregten Pole eines zugehörigen Magneten II dreht. An diesem die azimutale Präzession dämpfenden Momenterzeuger liegt ebenfalls die von der Pendeleinrichtung 5, 8 gelieferte Spannung, so daß über die Scheibe I0 Dämpfungsmomente entsprechend den Pendelausschlägen, d. h. entsprechend den Kreiselschwingungen ausgeübt werden. Nach dem eingangs Gesagten ist aber diese Dämpfung mit dem Bre!itenfehl,er behaftet. Um ihn zu beseitigen, ist eine träge Einrichtung vorgesehen, die das dämpfende Moment um die Kursachse selbsttätig kompensiert, das zur Erzeugung der azimutalen Präzession erforderliche Nioment um d.ie Elevationsachse jedoch unbeeinflußt läßt. Dies geschieht mit Hilfe des aus dem Spannungsteiler I4 und dem Motor I2 bestehenden elektrischen Kompensators, der zwischen Verstärker 8 und Momenterzeuger I0, 1 1 liegt. Die von dem Verstärker gelieferte Spannullg wird von diesem Kompensator durch Gegenschaltung einer veränderlichen Fremdspannung (am Spannungsteiler I4 abgegriffen) mit großer Ver zögerung selbsttätig kompensiert. Der Motor I2 ist zu diesem Zweck durch einen Spindeltrieb I3 mit Kontaktstein sehr hoch gegen den Spannungsteiler I4 übersetzt. Seine Wirkung auf den Moment erzeuger I0, II kann somit nur langsam erfolgen.
• Dadurch wird die Dämpfung durch den Momenterzeuger I0, II nicht gestört, aber das Restmoment, das sich nur sehr langsam ändert, beseitigt. Das Restmoment kann sich nur so langsam ändern, als das Fahrzeug, auf dem der Kompaß steht, sich von einer geographischen Breite nach der anderen hin bewegt.
• Mit dem Spannungsteiler I4 ist eine Skala I5 verbunden, über die ein auf dem Kontakstein angebrachter Zeiger sich bewegt. Der Betrag, um den sich der Kontaktstein über den Spannungsteiler I4 gegen seine Nullage hin verschiebt, ist obendrein ein Maß für die geographische Breite, auf der sich der Kompaß träger befindet. Die geographische Breite kann also bei entsprechender Eichung von der Skala unmittelbar abgelesen werden. Unabhängig von der geschilderten Dämpfung um die Hochachse kann zusätzlich eine Dämpfung mlittels des Momenterzeugers 6 um die Elevationsachse vorgenommen werden. die durch Beaufschlagung des Momenterzeugers oder des Pendels mit dem differenzierten Pendelstrom erfolgen könnte.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Kreiselkompaß, dessen Präzessionsschwingungen durch einen in Abhängigkeit von der Elevation gesteurten, um die Kursachse des Kreiselkompasses wirksamen Momenterzeuger gedämpft werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine träge Einrichtung zur selbsttätigen Kompensation des dämpfenden Moments um die KursaPhse vorgesehen ist, die das zur Erzeugung der azimutalen Präzession erforderliche Moment um die Elevationsachse unbeeinflußt läßt.
2. 2. Kreiselkompaß nach Anspruch I mit einem einen Spannungswert liefernden neigungsempfindlichen Lagengeber, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Lagengeber (Pendelelinrichtung 5, Verstärker 8) gelieferte Spannung an dem die azimutale Präzession dämpfenden Momenterzeuger (II) liegt und in einem dazwischen liegenden Kompensator durch Gegenschaltung einer veränderlichen Fremdspannung (Spannungsteiler I4) mit großer Verzögerung selbsttätig kompensiert wird.
3. 3. Kreiselkompaß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit dem Verschiebekontakt des selbsttätigen Kompensators gleichzeitig ein Zeiger bewegbar ist, der über einer am Spannungsteiler (I4) entlanglaufenden, in geographischer Breite eingeteilten Skala (I5) läuft.
4. 4. Kreiselkompaß nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungsmomenterzeuger eine Metallscheibe ist, die nach dem Ferrarisprinzip mit mehrphasig erregten Magnetpolen zusammenarbeitet.
5. 5. Kreiselkompaß nach einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer Dämpfung auch um die Elevationsachse mittels des Momenterzeugers dieser bzw. der als Pendeleinrichtung ausgebildete neigungsempfindliche Lagengeber mit dem differenzierten Pendelstrom beaufschlagt ist.