NO142191B

NO142191B - Kardansk fjaeropphengningsledd og fremgangsmaate til fremstilling av dette

Info

Publication number: NO142191B
Application number: NO752335A
Authority: NO
Inventors: Stanley F Wyse
Original assignee: Litton Industries Inc
Priority date: 1974-07-01
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1980-03-31
Also published as: AU7916275A; NL7507096A; CA1017159A; NL164370C; DK291275A; NO752335L; NO142191C; IL47076A; NL164370B; IL47076A0; GB1514228A; SE417238B; DE2525530C3; DE2525530B2; ES436841A1; FR2277328A1; CH591028A5; US3943778A; IT1040744B; JPS5124474A

Description

Oppfinnelsen angår et kardansk fjæropphengningsledd

for opphengning av en gyroskoprotor, med en roterbar drivende del, en drevet del med minst to mellomkoplede kardanringer, og minst åtte fjærelementer, hvor hver mellomkoplet kardanring via minst et første f jaerelement er forbundet med den drivende del,

og via minst et ytterligere, i forhold til det første f jaerele-

ment forskutt f jaerelement er forbundet med den drevne del,

slik at to fjærelementer er anordnet radialt etter hverandre og har en felles leddakse.

Et anvendelsesområde for universalledd for små vinkelbevegelser er i gyroskop med fritt bevegelig rotor. Et gyroskop med fritt bevegelig rotor hvis rotor drives med stor hastighet såkalt spinn, kan monteres på en bærekonstruksjon på sådan måte at denne bærekonstruksjon kan utføre en vinkelbevegelse eller en rettlinjet bevegelse, uten at rotoren utsettes for forstyr-

rende momenter. I praksis utøves forstyrrende momenter på gyrorotoren for å bibringe denne presisjon på kontrollert måte.

Et frirotorgyroskop omfatter vanligvis avfølingsorganer for å detektere vinkelawikelser mellom rotorens spinnakse og enten akselens akse eller gyrohusets faste akse. Det signal som representerer den således målte vinkelbevegelse kan etter egnet forsterkning utnyttes til å utøve et dreiemoment på et bæreorgan f.eks. en kardanring på en treghetsstyrt plattform, slik at bæreorganet bringes til å følge rotorens s<p>innakse, slik at vinkelawikelsen nullstilles. Alternativt kan den målte vinkelawikelse utnyttes til å utøve et dreiemoment direkte på gyrorotoren en såkalt tvangsstyrt operasjon.

En mulighet for å holde gyroskopets frie rotor fritt bevegelig er å montere denne i vibrerende kardanelementer, slik som angitt i U.S.-patentskrift nr. 3 678 764. Opphengningen for denne gyrorotor har særskilt fremstilte kardanelementer eller torsjonsstaver, idet de motsvarende torsjonsakser er vinkelforskutt i forhold til hverandre. I U.S.-patentskrift nr. 3 709 045 beskrives også en i to deler utført rotoropphengning hvor et par kardanelementer har motsvarende torsjonsakser vinkelforskutt i forhold til hverandre.

Fra andre patentskrifter er det kjent å sette sammen gyroopphengning av separate deler med et par parallelle, koaksi-ale kardanelementer. Som eksempel på patenter som viser en indre kardanring som er leddforbundet med en ytre kardanring, kan nevnes U.S.-patentskrift nr. 3 354 726, 3 585 866, 3 614 894, 3 700 289 og 3 700 290. Disse eldre patentskrifter viser to innbyrdes ulike kardanopphengningselementer som er festet til en aksel og til en gyrorotor på symmetrisk, parallell måte, dvs. de med akselen fast forbundne torsjonsaksler, dvs. kardanopphengings-elementenes indre kardanringaksler, ligger rett overfor hverandre og med de med rotoren fast forbundne torsjonsaksler, dvs. kardan-opphengningselementenes ytre kardanaksler, liggende rett overfor, hverandre. I denne sammenheng er med uttrykkene "indre kardanringaksel" og "ytre kardanringaksel" ment akseltapper for de med. akselen respektivt rotoren forbundne lagertapper respektivt leddforbindelser.

En elastisk opphengning med bare ett kardanelement er angitt i U.S.-patentskrift nr. 3 700 291.

De enkelte delers sammensetning for å danne de elastiske opphengninger ifølge teknikkens standpunkt krever ekstremt høy presisjon og snevre toleranser ved fremstillingen av et oppheng-ningsaggregat med gode funksjonsegenskaper. Innstillingsfeil respektivt vinkelavvikelser for en eller flere av akslene i en elastisk opphenging som kan anvendes i et presisjonsinstrument, f.eks. et gyroskop, utgjør en kilde til unøyaktighet i gyroskopets funksjon. I sin alminnelighet gjelder det at de enkelte delers sammensetning f.eks. ved strålesveising, hardlodding etc.medfører en viss deformering av komponentene i forbindelse med sammenset-ningen og/eller innstillingsfeil av komponentene i forhold til delene innbyrdes. Således er det f.eks. ved elastiske gyroskop-opphengninger av hittil kjent type vanskelig å oppnå nøyaktig korrekt vinkel mellom motsvarende leddaksler for flerdelte kardanopphengningselementer, uansett om vinkelen skal være null grader, nitti grader eller ha noen annen verdi. Dessuten er det også vanskelig å oppnå det ønskelige forhold at kardanoppheng-ingselementenes leddaksler skjærer hverandre i et felles sentrum. Videre er det vanskelig å oppnå at en elastisk gyroskopoppheng-nings tyngdepunkt nøyaktig faller sammen med opphengningens geometriske sentrum i såvel radial som aksial retning. Unøyaktig-heter med hensyn til disse innstillinger medfører en svekkelse av funksjons- og prestasjonsegenskaper, hvilket således reduserer instrumentets funksjonsnøyaktighet.

Dessuten kreves at den nødvendige presisjonsinnstilling for en av adskilte deler fremstillet gyroskopopphengning en ekstremt komplisert fremstilling- og sammensetningsutrustning og yrkesutdannet personell for å utføre de nødvendige innstillings-operasjoner.

Foreliggende oppfinnelse er basert på kjennskapet til kildene for unøyaktighet såvel som kildene for ekstremt høye fremstillingsomkostninger i forbindelse med nødvendigheten av fagutdannet personell, særlig i forbindelse med sammensetnings-arbeide for kjente universalledd for anvendelse som kardansk opphengning av gyroskoprotor. Særlig er det lagt vekt på den kjenns-gjerning at nøyaktigheten må økes og komplikasjonene med sammen-setningen av de enkelte deler må minskes hvis et universalledd fremstilles av bare ett sammenhengende emne i form av et massivt materiallegeme som for alle praktiske formål må bestå av en metallblokk. Det har således vist seg at hvis alle tidligere adskilt tilvirkede deler ved maskinell bearbeidelse utformes i et slikt sammenhengende metallegeme på en måte som kan sammen-liknes med utskjæring av komponentene på tilnærmet samme måte som en skulptør utfører et kunstverk, og slik at bare leddforbindelser i form av bøylige ledd står igjen, så vil en slik ny fremgangsmåte eliminere alle de etter hverandre følgende sammensetnings-operasjoner som tidligere er ansett nødvendige.

Under videreutvikling av oppfinnelsestanken ble det fast-slått at en i og for seg tidligere kjent teknisk fremgangsmåte, nemlig bearbeidelse ved elektrisk utladning såkalt elektroerosjon, kan anvendes for på praktisk måte å fremstille et universalledd i et sammenhengende stykke.

I et ytterligere utviklingstrinn ble det klart at kardan-ringforbindelsene av praktiske grunner ikke kunne være av typen kuleledd eller torsjonsstav men måtte bestå av elastiske hengsler eller bøyeledd som kan utformes ved bearbeiding av et sammen-yfhengende metallstykke, som antydet ovenfor. For å omsette de

.,(...således .angitte oppf innelsestanker i praksis har det imidlertid vist s.eg at et vilkår som fra praktisk synspunkt må være moti-, ; yer.t. å rstille, er at leddplanene som utgjøres av de. elastiske fengslers, symmetriplan alle danner en og samme vinkel med uni-,._ ...,ver,salleddets Rotasjonsakse som ifølge definisjonen faller sammen

med gyrorotorens spinnakse, og også med. rotorelementets sentralakse. når, instrumentet befinner seg i ro. På den annen side har det .vært. antatt at den gitte orientering av elastiske ledd slik

. spm angitt ovenfor, ikke ville tillate maskinell utformning eller utskjæring av universalleddets forskjellige deler av et sammenhengende, massivt metallstykke. Av de så langt utviklede teorier fremgår det klart at de forskjellige ideer som gjelder utviklingen av universalleddet .. ifølge, oppfinnelsen og fremgangsmåten til dets fremstilling har ,..intim forbindelse med hverandre. Kort sammenfattet gjelder oppfinnelsen fremstilling av et universalledd av en enkelt metall-.blokk som utgj.ør det emne på hvilket arbeidsoperasjonene utføres, . ^.idet disse bearbeidelsesoperasjoner er av den art som betegnes elektrisk utladningsbearbeidelse eller elektroerosjon, og .operasjonene utføres på sådan måte at det resulterende universalledd får elastiske, ledd med en gitt orientering, nemlig den ..orientering som følger av den spesielle ifølge o<p>pfinnelsen valgte .fremstillingsteknikk som på sin side muliggjør fremstilling av universalleddet av bare ett enkelt metallstykke.

Oppfinnelsen er karakterisert ved at kardanfjærleddet

_er .fremstilt av ett emne, i hvilket to parallelt forløpende radiale boringer som leddsted danner radialt etter hverandre liggende fjærelementer, og den drevne del, den drivende del og kardanringene er dannet ved aksiale og radiale slisser og utsparinger,. r slik at leddstegene inntar samme vinkel med den drivende dels rotasjonsakse.

:.Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av kravene 2-4. Oppfinnelsen angår videre en fremgangsmåte til fremstilling av et slikt kardansk fjæropphengningsledd, hvor det for hvert

fjærledd som skal dannes, bores to ved siden av hverandre parallelle huller i et emne, atskilt fra hverandre ved et leddsteg som danner et fjærledd hvis leddakse forløper parallell med de to huller på stedet for minst tykkelse av fjærleddet,

og hvor det er utformet slisser og utsparinger som forbinder hullene med hverandre på sådan måte at sliss-hull-forbindelsen skiller kardanringene fra hverandre, hvilke slisser er dannet ved gnistutladning, og er karakterisert ved at et sylindrisk metallemne bearbeides på sådan måte at den drivende del, den drevne del og kardanringene ved aksiale snitt utformes som at-skilte legemer, og de radialt etter hverandre liggende fjærelementer utformes som leddsted med samme vinkel til den driv-

ende dels rotasjonsakse.

Som det vil fremgå klarere nedenfor gjelder opp-

finnelsen et universalledd for små vinkelbevegelser og som har en roterbar drivende del som er forbundet med en drevet del ved minst to bevegelsesoverføringssystemer som hvert omfatter et kardanopphengningselement. Oppfinnelsen utgjør således en videreutvikling av U.S.-patentskrift nr. 3 678 764.1 stedet for dennes torsjonsstaver anvendes imidlertid i foreliggende oppfinnelse et antall elastiske hengsler, idet hvert kardanopphengningselement er innkoplet mellom den drivende del og den drevne del ved hjelp av minst to slike hengsler av hvilke hvert har en leddakse og en lengdeakse. Lengdeaksen er vinkelrett på leddaksen og danner også en vinkel med samme størrelse med den drivende og den

drevne dels respektive rotasjonsakser når dette element befinner seg i null- eller midt-stilling, d.v.s. når deres spinnakser er sammenfallende d.v.s. kolinjære. I en foretrukket utførelsesform er hengslenes lengdeaksler parallelle med hverandre og med de drivende og drevne delers sammenfallende rotasjonsksler d.v.s. når universalleddet inntar null- eller midt-stilling.

Samvirkende stoppeorganer utformet ved hvert krysningssted mellom kardanopphengnings el ententene, begrenser den frie dreiebevegelse av den drivende og den drevne del i forhold til hverandre og reduserer derved risikoen for at universalleddet skal skades under håndtering.

Fig. 1 viser i perspektiv og delvi6 i snitt en utførelsesform av en kardanopphengning ifølge oppfinnelsen.

fig. 2 viser i forstørret målestokk et sideriss av en del av fig. 1.

Fig. 3 viser et universalledd ifølge fig. 1 og

2 i perspektiv og med de enkelte deler fra hverandre.

Fig. h viser i perspektiv og i større målestokk en utførelsesform av en detalj på fig. 1, 2 og 3 av to i materialet utformede stoppeorganer som er anordnet i krysningspunktet mellom de to kardanelementer. Fig. 5 viser i sideriss og delvis i lengdesnitt et gyroskop som er forsynt med en anordning ifølge fig. 1 til k. Fig. 6 viser i perspektiv hovedkomponentene i et ideelt gyroskop ifølge tidligere antatte teorier. t Fig. 7«8,9 og 10 viser skjematisk diagrammer beregnet på å anvendes ved beskrivelse av den hensiktsmessige arbeidsmåte for et gyroskop forsynt med universalledd ifølge oppfinnelsen. Fig. 11 og 12 viser grunnriss tatt fra motsatte ender av en andre utførelsesform av et universalledd ifølge oppfinnelsen med tre kardanopphengningselementer. Fig. 11A - 11F viser snitt langs linjené lla-llf på fig. 11. Fig. 13 viser et lengdesnitt gjennom en multipelmålegiver som er sammensatt av to gyroskoper av hvilke det enes tyngdepunkt er forskjøvet og hvor begge gyroskoper har universalledd ifølge oppfinnelsen. Fig. 14 viser et grunnriss delvis i snitt av en ytterligere utførelsesform av en gyroskopopphengning ifølge oppfinnelsen Fig. 15 viser et sideriss av utførelsesformen på fig. 14. Fig. l6 viser et grunnriss av den ene side av universalleddet på fig. 14 og 15 i komplett stand.

Fig. 17 viser et snitt langs linjen 17-17 på

fig. 16.

Fig. 18 viser et grunnriss av den andre side av universalleddet på fig. 14 og 15 i komplett sammensatt stand. Fig. 19 viser et sideriss av utførelsesformen på fig. 16 langs linjen 19-19 på fig. 18. Fig. 20 viser et sideriss av en del av en ytterligere utførelsesform av anordningen ifølge oppfinnelsen.

Universalleddet 10 på fig. 1 har et par kardanopphengningselementer 18 og 20 hvis tyngdepunkt befinner seg i kardanelementenes opphengningssentrum. Universalleddet 10 omfatter en drivende del 12 som er anordnet på en drivaksel 104 med rotasjonsakse 13 og en dreven rotordel 14 med rotasjonsakse 15. Begge kardanelementer 18 og 20 hvis opphengingssentrum er betegnet med 19, og som har flere elastiske ledd, danner to mekanisk parallellkoplede kardansystemer av den art som er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3 678 764. Rotoren 14 kan ha hoved-sakelig sylindrisk form og er i virkeligheten innrettet som et svinghjul 106 som vist på figuren. Den drivende del 12, rotordelen 14 og kardanelementene 18 og 20 har endeflater som ligger tilnærmet i plan med hverandre på begge sider. Således ligger deil ene sides endeflater av den drivende del 12, rotoren 14, kardanelementet 18 og kardanelementet 20 tilnærmet i plan med hverandre i anordningens ene endeplan 21, mens den andre sides endeflater av disse komponenter ligger tilnærmet i plan med hverandre i anordningens andre endeplan 23 når universalleddet 10 inntar null- eller midt-stilling, d.v.s. når universalleddet ikke er i bruk eller ikke tilføreB inngangssignal, slik det skal forklares nærmere nedenfor. Når rotordelen 14 befinner seg i null- eller midt-stilling som vist på fig. 1, er rotorens dreieakse 15 kolineær, d.v.s. sammenfallende, med drivakselens 104 dreieakse 13. Den drivende del 12 har en sentral boring 22 for å oppta den drivende del 104.

Det på fig. 1 viste universalledd er fremstilt ved hjelp av en meget egnet metode som nedenfor skal beskrives<* >under henvisning til fig. 14 til 19. Ifølge denne metode utformes spalter og utsparinger i et sammenhengende emne av et egnet materiale på sådan måte at elementene 12, 14,18 og 20 utformes forbundet med hverandre over et antall elastiske ledd som oppnåes ved boring av hull.

På fig. 1, 2 og 3 er vist et antall slike ledd bl.a. leddet 24 som er ettergivende for bøyemoment om en leddakse 25 men er stivt i forhold til aksler vinkelrett på leddaksen 25. Med betegnelsen "ettergivende" og "ettergivenhet" betegnes her inverterte verdier av fjærkonstanten eller fjær-karakteristiken for det elastiske ledd. Kardanelementene 18 og 20 isolerer praktisk talt rotordelen 14 fra vinkelbevegelser av den drivende del 12 om følsomme akser som står vinkelrett på aksen 13. De nedenfor nærmere beskrevne leddakser er således følsomme vinkelrette akser. Elastiske ledd eller fjærledd og deres egenskaper er beskrevet i en artikkel "How to Design Flexure Hinges" av J.M. Paros og L. Weisbord, som er publisert

i fagtidsskriftet "Machine Design" for nevember 1965, side 151-156. Selv om de her angitte elastiske ledd er utformet i ett med kardanopphengningselementene, den drivende del og den drevne rotordel, må det uttrykkelig fremholdes at slike elastiske ledd også kan fremstilles separat som beskrevet i ovenfor nevnte artikkel, samt anvendes for sammensetning av det nye universalledd ifølge oppfinnelsen. En slik separat fremstilling er allikevel ikke den som her foretrekkes.

Ved utførelsesformen på fig. 1 med to kardanelementer inngår tilsammen åtte slike elastiske ledd for opphengning av rotoren, d.v.s. av den drevne del 14, fra den drivende del 12 ved hjelp av kardanelementene 18 og 20. Hvert kardanelement er forbundet med den drivende del 12 via et par elastiske ledd hvis leddakser er kolineære, d.v.s. danner en felles leddaksel når de to akser faller sammen, samt med rotordelen 14 via et annet par elastiske ledd som har sammenfallende eller kolineære leddakser. I de fleste her beskrevne og viste utførelsesformer er leddenes lengdeakser tilnærmet parallelle med hverandre og med det drivende og drevne delers sammenfallende rotasjons- eller dreieakser, når universalleddet inntar null- eller midt-stilling. Denne nullstil-ling skal defineres i det følgende i forbindelse med beskrivelsen

av fig. 2.

Den geometriske utforming av leddet 24 er tydeligere vist på fig. 2. De øvrige av de på fig. 1 og 3 viste elementer respektivt komponenter skal beskrives nærmere i det følgende.

Fig. 2 viser i sideriss et utsnitt av universalleddet 10 med det elastiske ledd 24 i enderiss. Fig. 2 viser de to borede hull eller åpninger 30 og j6 som mellom seg danner det elastiske eller fjærende ledd 24, samt de dertil hørende akser, men selve leddet 24 er ikke synlig i dette sideriss, idet leddet 24 befinner seg bak den drevne rotordel 14. Leddet 24 har en leddakse 25 som strekker seg radialt fra rotorens dreieakse 15 og sammen med denne bestemmer et leddplan som på fig. 2 står vinkelrett på tegningens plan. Det elastiske ledd 24 er ettergivende for bøyemoment om leddaksen 25, d.v.s. den utfører elastiske bøyebevegelser om denne akse. Leddet 24 har også en tverrakse 26 og en lengdeakse 27 som står vinkelrett på leddaksen 25. I universalleddets 10 null-stilling som vist på fig. 2, er aksen 27 også parallell med drivakselens 104 sentralakse 13 og med rotorens akse 15. Null-stillingen defineres som like-vektsstilling som råder ved mangel av vinkelawikelse mellom aksene 13 og 15. Aksene 13 og 15 er således kolineære,. d.v.s. sammenfallende bare i null-stilling. Underggyroskopéts drift skal null-stillingen foreligge som følge av opphør av innkom-mende dreiemoment om de følsomme akser. De forskjellige utførel-sesformer som er vist på tegningene, er vist i null-stilling.

Det elastiske ledds tverrgående akserstår vinkelrett på leddaksen og ligger i ett plan som er bestemt av leddaksen og noen av det uendelige antall korteste forbindelseslinjer mellom et punkt på den ene flate og et punkt på den andre flate av det elastiske ledd. En slik linje går med andre ord fra ett punkt |>å den ene side av det elastiske ledd 24 til et puuikt på den andre side av leddet når det elastiske ledd har minimal tykkelse. Det elastiske ledds 24 lengdeakse 27 står vinkelrett på leddaksen 25 og den tverrgående akse 26. Det skal bemerkes at det her anvendte uttrykk "lengdeakse" i forbindelse med et elastisk ledd i forbindelse med beskrivelsen av utførelsesfor-mene på fig. 1 til 19, betegner en akse som også oppfyller føl-gende vilkår. Denne lengdeakse ligger i leddplanet som er det plan som bestemmes av leddaksen og den drivende og den drevne

dels sammenfallende dreieakser. For eksempel er på fig. 2 og

3 lengdeaksen 27 bare en av et endelig antall linjer i et plan som bestemmes av de sammenfallende dreieakser 13 og 15 sammen med leddaksen 25, idet lengdeaksen 27 strekker seg parallelt med aksene 13 og 15 som, som ovenfor nevnt, antas befinne seg i hvilestilling og derfor faller sammen, d.v.s. er kolineære i hele beskrivelsen av vedkommende konstruksjon.

Den kordeformede, avlange fordypning 28 i den plane flate som dannes av en flatbunnet utsparing i rotordelens lk flate er for å lette utformingen av åpninger i rotordelens lk sylindriske flate. Det elastiske ledd 2k dannes mellom paret av parallellaksede åpninger eller hull 30, 36 hvis akser eller sentrallinjer 31»37 fortrinnsvis ligger i samme plan som leddaksen 25 og befinner seg på samme avstand 41,35 fra lengde-aksens 27 slik det fremgår av fig. 2. Åpningen 30 er en slik åpning med sentrallinjen 31 og en radius 33. Sentrallinjen 31 har en avstand 35 fra lengdeaksen 27, På tilsvarende måte har åpningen eller hullet 36 en sentrallinje 37 og en radius 39. Sentrallinjen 37 har en avstand kl fra lengdeaksen 27. Avstanden kl er av samme størrelse men motsatt rettet avstanden 35« Således utgjøres feildimensjonen av det elastiske ledd 2k av en halsdel k2 med en minste tykkelse 43» Halsdelen k2 har et tverrsnitt som er symmetrisk fordelt på hver side av leddplanet når dette plan inneholder de sammenfallende akser 13,15 og lengdeaksen 27, likesom det også er symmetrisk i forhold til et tverrplan gjennom tverraksen 26. Det elastiske ledd 2k strekker seg radialt innover et stykke som avpasses slik at det utgjør en funksjon av den ønskede fjærkonstant og av konstruksjonens geometriske utforming. Det tredimensjonale leddets 2k tredimensjonale forhold, de tredimensjonale forhold for leddet 2k, de øvrige ledd og andre i universalleddet 10 inneholde detaljer skal i det følgende forklares under henvisning til fig. 3 som viser universalleddet 10 med hovedkomponentene aksialt forskutt.

For tydelighets skyld viser fig. 3 således de to kardanelementer 18 og 20 aksialt forskutt i motsatte retninger fra opphengningssenteret 19 for den drivende del 12 og gyro-skoprotoren lk. Hvert kardanelement er ved hjelp av to bøyeledd festet til den drivende del 12 og ved hjelp av to ytterligere bøyeledd festet til rotordelen lk. På fig. 3 or vist de to forbindelser mellom kardanelementene, den drivende del og rotordelen

brutt på bøyeleddenes smaleste sted. Det skal bemerkes at fig.

3 i første rekke er beregnet på å tydeliggjøre konstruksjonen av den her viste utforming av oppfinnelsen. I virkeligheten er kardanelementene 18 og 20 sammenføyet til inngrep med hverandre og sammenkoplet med de øvrige elementer slik at de ikke kan forskyves fra hverandre som vist på fig. 3 selv om bøyeleddene skulle brytes av som vist på fig. 3» Kardanelementene 18 og 20 er fortrinnsvis like av form og dimensjoner, men det ene kardanelements form er speilvendt i forhold til det andre og er orientert med 90°'s vinkelforskyvning i forhold til hverandre om akslene 13 og 15. Med andre ord gjelder altså at den sideflate av kardanelementet 18 som normalt ligger i tverrplanet 21 er identisk likedannet som men 90° vinkelforskutt i forhold til den sideflate av kardanelementet 20 som normalt ligger i tverrplanet 23 (tverrplanene 21 og 23 er antydet på fig. 1 og 2).

De åtte elastiske bøyeledd som danner leddforbindelse mellom rotordelen lk og kardanelementene 18 og 20 skal nå betraktes. Hver av disse omfatter et halsparti mellom et par parallelle åpninger eller hmll som angitt i forbindelse med fig. 2. På fig. 3 kan man se at bøyeleddet 2k strekker seg radialt innover bak den kordeformede fordypning 28 og der forbinder rotoren lk med kardanelementet 20. Det diametralt motsatt beliggende bøyeledd kk har en leddakse k5 som er kolineær, d.v.s. faller sammen med leddaksen 25, og står vinkelrett på aksene 13 og 15. Bøyeleddet kk har en lengdeakse 47 som er parallell med aksene 13 og 15. Bøyeleddene 2k og kk har samme ettergivenhet og danner en forbindelse som kan betegnes som bestemmende for den ytre kardanakse når de utgjør en rotorfast leddforbindelse for kardahelementets 20 vinkelbevegelse om de sammenfallende, eller kolineære, akser 25 og 45. Por tydelighets skyld er aksene 25, 27, k5 og k7 vist på fig. 3 både for bøye-leddet 2k som er fast forbundet med rotordelen lk og den andre del av bøyeleddet som er fast forbundet med kardanelementet 20. Selv om hvert av de åtte bøyeledd har en tverrakse er det på fig.

3 bare vist bøyeleddets 2k tverrakse 26.

Kardanelementet 20 er forbundet med den drivende del 12 ved hjelp av et par bøyeledd 48,52 som har kolineære leddakser og parallelle lengdeakser. De kolineære leddakser for dette par bøyeledd som forbinder kardanelementet 20 med den drivende del 12 er i forhold til de kolineære akser 25 og 45 forskutt en vinkel på fortrinnsvis 90° om aksene 13 og 15. Nærmere bestemt gjelder her at bøyeleddet 48 har en leddakse 49

og en lengdeakse 51« Bøyeleddet 52 har en leddakse 53 som er kolineær med leddaksen 49 og en lengdeakse 55 som er parallell med lengdeaksene 51,27 og 47 samt med de sammenfallende rotasjons- eller spinnakser 13 og 15. Aksene 49 og 53 faller sammen med hverandre og står vinkelrett på aksene 25 og 45» Bøye-leddene 48 og 52 har samme ettergivenhetskarakteristik og danner en forbindelse som kan beskrives som danner en indre kardanakse, fordi de danner en drivfast ettergivende leddforbindelse for kardanelementets 20 vinkelbevegelse om de kolineære eller sammenfallende akser 49 og 53»

Ifølge konstruksjonen er kardanelementets 20 tyngdepunkt beliggende i det felles skjæringspunkt mellom leddaksene 25,4r5, 49 og 53« 1 foreliggende utf ørelsesf orm oppnås at kardanelementets 20 leddakser krysser hverandre i elementets 20 tyngdepunkt 19 fordi konstruksjonen er symmetrisk hvis masse er fordelt .likt på hver side av et plan som inneholder leddaksene 25,45,49 og 53*

Kardanelementet 18 er likeledes forbundet med rotordelen 14 ved hjelp av et par bøyeledd 56 og 60 og med den drivende del 12 ved hjelp av et andre par bøyeledd 64 og 68. Bøyeleddet 56 som har en leddakse 57 og en lengdeakse 59 er den ene av de to bøyeledd som forbinder kardanelementet 18 med rotordelen 14. Bøyeleddet 60 som har en leddakse 6l og lengdeakse 63 er det andre av de to bøyeledd som forbinder kardanelementet 18 med rotordelen 14. Leddaksene 57 og 6l faller sammen med hverandre. Bøyeleddene 56 og 60 danner en dreiefast leddforbindelse for kardanelementets dreiebevegelse om de sammenfallende akser 57 og 6l som danner den ytre kardanakse.

Bøyeleddet 64 med leddaksen 65 og lengdeaksen 67 samt bøyeleddet 68 med leddaksen 69 og lengdeaksen 71, er de bøye-ledd som forbinder kardanelementet 18 med den drivende del 12. Leddaksene 65 og 69 faller sammen og er 90° vinkelforskutt om aksene 13,15 i forhold til de sammenfallende Jeddakser 57 og 6l. Lengdeaksene 59, 63, 67 og 71 er parallelle med hverandre, med lengdeaksene for kardanelementets 20 bøyeledd samt med aksene 13 og 15.

Leddaksene 25 og 45 faller sammen, d.v.s. de er kolineære med leddaksene 56 og 69. På samme måte er leddaksene

57 og 6l kolineære med leddaksene 49 og 53»

Kardanelementets 18 tyngdepunkt er også beliggende i det felles skjæringspunkt 19 for leddaksene 57»61,65 og 69. Kardanelementet 18 er, som ovenfor nevnt, utformet som et speil-bilde av kardanelementet 20 og har derfor tilnærmet samme masse-fordeling som kardanelementet 20.

Dessuten skjærer samtlige leddakser 25, 45» 49, 53» 57» 6l, 65 og 69 drivaksens sentrum 13 og rotorens rotasjonsakse 15 i dei felles skjæringspunkt 19, slik at det altså dannes et system av tre innbyrdes vinkelrette koordinatakser for den kardanske gyroskopopphengning.

De sammenfallende leddakser for hvert bøyeledd for hvert kardanelement står vinkelrett på de tilsvarende akser for det andre kardanelements bøyeledd. Således er kardanelementets 20 sammenfallende akser 25 og 45 vinkelrette på kardanelementets 18 sammenfallende akser 57 og 6l, og kardanelementets 20 akser 49 og 53 står vinkelrett på kardanelementets 18 akser 65 og 69. Det er derfor klart at det ene kardansystems indre kardanakse danner en rett vinkel med det andre kardansystems indre kardanakse, og det samme gjelder for de ytre kardanakser hvilke forhold er forklart utførlig i U.S.-patentskrift nr. 3 678 764. Ifølge foreliggende oppfinnelse foreslås imidlertid å anvende elastiske bøyeledd istedet for torsjonsstaver. Dessuten gjelder ifølge oppfinnelsen at samtlige leddplan danner en vinkel av samme størrelse med spinnaksene 13 og 15. Ved den på fig. 3 viste orientering strekker alle disse leddplan seg verti-kalt, idet f.eks. leddplanet for bøyeleddet 24 på fig. 2 antydes ved loddrett trukkende linjer som også representerer aksene 27, 13 og 15.

På fig. 3 er vist åtte gjengede hull 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84 og 86. Fire av disee hull er anordnet i kardanelementet 18 og de fire øvrige i kardanelementet 20. I hvert av disse hull er innstillbart innskrudd åtte balanseringsvekter 73» 75, 77, 79, 81, 83, 85 og 87. Anvendelse av balansevekter skal forklares nærmere nedenfor.

Fig. 3 viser videre to motsvarende stoppeknaster 88 og 90, som er utformet i ett med hvert sitt kardanelement 18 og 20. Det finnes tilsammen fire par slike motsvarende i ett med de respektive elementer utformede stoppeknaster som begrenser rotorens 14 vinkelbevegelse i forhold til den drivende del 12.

Ikke alle disse fastsittende stoppeknaster er synlig i perspek-tivet på fig. 3. Disse stoppeknaster har således til oppgave å begrense universalleddets vinkelbevegelse om leddaksene. Den primære hensikt med stoppeknastene er da å hindre at universalleddet skal ta skade under fremstillingen. I hver krysning mellom deler av kardanelementet 18 og 20 er det således et par slike motsvarende fastsittende stoppeknaster, en på det ene kardanelement og en på det andre som vist tydelig på fig. k. Når rotoren inntar en forutbestemt vinkelstilling, støter stoppeknastene mot hverandre og forhindrer derved en altfor stor vinkelawikelse om en leddakse. Mellom stoppeknastene i hvert par er det således et gap som er tilstrekkelig til å tillate en vinkelbevegelse eller et utslag av størrelsesorden 20 til 30 milliradianer om vedkommende bøyeakse. Stoppeknastene behøver ikke begrense rotorens lk vinkelbevegelse eller utslag under rotasjonen, fordi rotorens spinnakse under gyroskopets normale funksjon holdes i flukt med den drivende dels rotasjonsakse av en ikke vist servostyring. Hvert av de fastsittende stoppeorganer har form av en tann eller knast som støter mot den motsatte tanns eller knasts topp hvis rotorens maksimale utslag eller vinkelawikelse nås.

I et gyroskop forsynt med et universalledd med slike fastsittende stoppeknaster, kan også anvende andre tidligere kjente hjelpe-midler for å begrense vinkelbevegelsen om leddaksene, innen de faststående stoppeknaster støter mot hverandre. Således kan f.eks. en vanlig anslagsplate anvendes for å hindre at de faststående stoppeknaster gnager mot hverandre og hindrer en altfor stor vinkelawikelse for rotordelen under gyroskopets drift. Utformingen av de faststående stoppeknaster skal forklares nærmere nedenfor.

Det skal nå henvises til både fig. 1 og 5, idet fig» 5 viser et lengdesnitt et alastisk opphengt gyroskop med fri rotor liknende det som er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3 678 76k, med den forskjell at gyroskopets opphengning er er-stattet med universalleddet 10. Det på fig. 5 viste gyroskop har en drivaksel 10k, et universalledd 10 og et svinghjul 106. Universalleddet 10 forbinder drivakselen lOk med svinghjulet 106. Svinghjulet 106 kan være fast forbundet med rotordelen lk.

Gyroskopets funksjon er basert på vinkelbetinget frikopling av en roterende gyroskoprotor, f.eks. svinghjulet 106 fra en drivaksel lOk. For å forklare dette må man anta at forbindelsen mellom svinghjulet og akselen er et friksjonsfritt universalledd. I et slikt universalledd ytes minimal mot-

stand mot vinkelbevegelse mellom hjulet og akselen. Dessuten medfører et slikt universalledd en sterk motstand i rotoren mot bevegelse i lengderetningen i forhold til akselen parallelt med og vinkelrett på spinnaksen.

Da treghetsmomentet for hvert kardanelement er innjustert i samsvar med en avstemning, har den roterende rotor frihet til å utføre små vink e1avvik eiser uten å utsettes for reaksjonsmoment. Således har man her oppnådd et tilnærmet friksjonsfritt universalledd. Dette funksjonsprinsipp er nærmere forklart i U.S.-patentskrift nr. 3 678 764. Ved anvendelse av tørtløpende, d.v.s. væskefritt roterende, avstemt rotor unngås alle de til væskegyroskop hørende ulemper med hensyn til elek-triske tilledninger, sviktende massestabilitet, strålingsføl-somhet, væskesjikting, og kardantapplager o.s.v.

Av fig. 1 fremgår at svinghjulet 106 er fast forbundet med rotordelen 14 som på sin side er forbundet med de to kardanelementer 18 og 20 ved hjelp av bøyeleddene. Kardanelementene 18 og 20 er også forbundet med den drivende del 12 ved hjelp av elastiske bøyeledd. Målegiverelementet utgjøres av svinghjulet 106 og universalleddet 10. Som vist på fig. 5 kan akselen 104 være lagret i et hus eller kappe 108 ved hjelp av et par forhåndsbelastede kulelagera 110. Kulelagrene inngår ikke i målegiverelementet og har derfor ingen innvirkning på svinghjulets 106 balansetilstand.

Kapasitetsmålegivere som består av et antall plater 112 som samvirker med svinghjulets 106 flens 113, danner fire kondensatorpar som tjener til å avføle gyroskophusets vinkelbevegelse i forhold til rotordelen. Målesignalene kan derved utjevnes av momentgivere i en ikke vist servosløyfe slik at det dannes to treghetsstabiliserings- eller vinkelhastighets-måleakser. De fire kapasitetsmålegiverne er jevnt fordelt på flensens 113 omkrets, men bare en av disse målegivere er vist på fig. 5.

En anordning for å utøve et virvelstrømmoment på svinghjulet 106 er vist på fig. 5« En andre elektrisk ledende flens 114 er anordnet på svinghjulets 106 motsatte ende. Flensen 114 passerer gjennom gapet i fire på omkretsen likt for/

delte elektromagneter av hvilke bare en, nemlig magneten 115,

er vist på fig. 5. Hver elektromagnet har en strømspole som mates av en ikke vist datamaskin eller servostyring. At disse elektromagnetspoler er de to spoler 116a og 116b vist på fig. 5. Elektromagnetene er montert på et feste som er fast forbundet med huset 108. Da et dreiemoment skal utøves på svinghjulets flens 114 om en akse som går gjennom magneten 115 og den diametralt motsatte magnet, energiseres disse to magneter med strøm fra nettet. De i flensene 114 induserte Ivirvel-strømmer reagerer med magnetfeltet slik at dette moment oppstår. Da et dreiemoment skal utøves på flensen 114 rundt en akse som går gjennom de to andre magnetene mates disse andre magneter med magnetiseringsstrøm.

Avskjerming fra ytre magnetfelt sikres av huset 108 som kan være fremstilt av stål med høy permeabilitet.

Den drivende spinnmotor kan bestå av en hysterese-synkronmotor aV trefasetype som driver akselen 104, universalleddet 10 og svinghjulet 106 med ønsket omdreiningstall, vanligvis betegnes spinnfrekvensen N. Spinnmotoren har stator-viklinger 117, en hysteresring 118 og et nav 119.

Spaltene og fordypningene mellom de to kardanelementer, den drivende del i midten og den ringformede drevne del slik det fremgår av fig. 1 og skulle fremgå av fig. 3 hvis denne ikke var vist med delene fra hverandre, fremstilles på en måte som skal beskrives nærmere nedenfor under henvisning til fig. 14 til 19.

Virkemåten for universalleddet ifølge oppfinnelsen skal beskrives nærmere nedenfor. Forståelsen av virkemåten kan lettes ved at man først betrakter et gyroskops rotordel i teo-retisk ideell avstemt tilstand.

Et ideelt gyroskop som demonstrerer det almindelige prinsipp kan utgjøres av en rotor som roterer i vakuum og som er fast forbundet med en aksel ved hjelp av et ubegrenset ettergivende ledd som omfatter en halsformet diameterformin-sket del av akselen som vist på fig. 6. Dette ledd skal betraktes som ubegrenset bøyelig. Da den således halsformig diameter-forminskede aksel anses å være ubegrenset ettergivende kan den ikke utøve noe dreiemoment på rotoren. Hvis dessuten rotordelens tyngdepunkt befinner seg i leddets støttepunktsentrum, kan ikke noe dreiemoment utøves på rotoren som følge av akselé-rasjon eller vibrasjon. Hvis det antas at rotordelen skal ar-beide i vakuum og under fullstendig magnetisk avskjerming, skulle det ikke foreligge noen kilde for dreiemoment. Derfor

skulle rotordelen ha frihet til å rotere uforstyrret og uten avdrift. Med andre ord rotoraksen skal holdes i fast orientering i rommet uavhengig av tyngdekraften. Således gjelder V f.eks. at hvis et riktig toakset avstemt gyroskops rotor skulle Vinkelforskyves i forhold til rotasjonsaksen for dens drift, så\ skal rotoren fortsette å rotere i sin nye stilling uten ten-dens til ny orientering i flukt med drivaksens rotasjonsakse.

Å forsøke at overføre dette idelle gyroskop til praktisk virkelighet er forenet med flere problemer. Et vilkår er å kunne tilveiebringe et tilnærmelsesvis ubegrenset ettergivende ledd som også er tilstrekkelig sterkt til å avstøtte en rotor overfor lineære akselerasjoner. Det antas at det ideelle gyroskop halsformede aksel byttes ut med en i et sammenhengende stykke utformet universalledd med minst et par kardanelementer men forøvrig konstruert som vist på fig. 1 og 5. Derved skulle rotordelen få fullstendig vinkelbevegelsesfrihet

og avstøtning overfor akselerasjon, d.v.s. ikke ha bevegelses-frihet i lengderetningen. For å unngå dannelse av uberegnlige feilmomenter må leddforbindelsene i universalleddets drielager være tilnærmelsesvis friksjonsfrie. Slike ledd oppnås ved å anvende elastiske bøyeledd som jooer innrettet til å utføre bøyebevegelser i motsetning til vanlige dreielagre av hengeél-typen. I virkeligheten kan vedkommende instrument allikevel oppvise feilmomenter som skulle kunne resultere i at en rotor som tidligere er forskutt fra drivakselens rotasjonsakse igjen sentreres i forhold til denne akse. Et slikt ikke ønskelig feil-moment kan oppstå hvis retningen av rotordelens rotasjonsakse og drivakselens sentrallinje ikke faller sammen når gyroskopet befinner seg i hemmet tilstand. En slik sentreringsfeil skal kunne oppstå f.eks. hvis det foreligger innstillingsfeil mellom målegiverne som anvendes for detektering av rotorens spinnakse-orientering. Hvis man antar at det mangler andre kilder for moment som virker på rotoren, skulle en innstillingsfeil mellom disse målegivere ved hemmet gyroskop medføre en bøyebevegelse i bøyeleddene. Denne bøyebevegelse i bøyeleddene vil i sin tur utøve et moment på rotordelen som forsøker å sentrere rotoraksen i flukt med drivakselen. Da rotordelen har dreietreghets-

moment vil dette dreiemoment medføre en vel kjent presisjons-virkning, slik at rotordelens spinnakse skulle bevege seg rundt og beskrive en konisk mantelflate. Dette av bøyeleddene under bøyebevegelsen utviklede moment betegnes vanligvis aktiv fjærkonstant.

Hvis rotordelen og drivakselens spinnakser, eller sentrallinjer ikke er sentrert i flukt med hverandre,, vil begge kardanelementer svinge frem og tilbake for å tilpasse seg relativ-bevegelsen. Da et kardanelement har endelig masse og treghetsmoment, må det påvirkes av dreiemoment for å tilveiebringe en slik bevegelse og disse momenter frembringer dels av på drivakselen virkende reaksjonskrefter og dels av på rotordelen virkende reaksjonskrefter. De på rotordelen virkende reaksjonsmomen-ter danner et kompenseringssystem. Matematisk er disse på kardanelementene virkende dreiemomenter ekvivalente med en negativ aktiv fjærkonstant. De kan justeres for å bringe rotordelen til å utføre konusformet presisjonsbevegelse, men i motsatt retning av presisjonsbevegelsen som forårsakes av bøyeleddets bøyebevegel-se. En justering av kardanelementenes negative fjærkonstant for å utjevne de positive torsjonsfjærkonstantene ved en gitt spinnhastighet for rotoren benevnes avstemning av gyroskopet. Be-tingelsene for avstemning av et gyroskop med fri rotor med bare en kardanring, opphengt mellom en rotor og en drivaksel er beskrevet i en artikkel "Dynamically Tuned Free Rotor Gyroscope"

i "Control Engineering" for juni 1964, side 67-72.

Denne negative fjærs stivhet bestemmes av kardanelementets treghetsmoment. Det almindelige momentforhold er gitt ved den negative fjærs stivhet: den dynamiske fjærkonstant for hvert kardanelement er N (C-A-B) hvor N = spinnfrekvensen og A, B og C ér kardanelementets primære treghetsmoment om bøyeaksene respektiv^; spinnaksene. Den effektive fjærkonstants verdi er således proporsjonal med kardanelementets treghetsmoment om spinnaksen minus treghetsmomentet om de to leddakser, d.v.s. bøyeakser. Hvis kardanelementet er uendelig tynt skulle dette uttrykk nærme seg null, mens den negative fjærkonstant er proporsjonal med kardanelementets tykkelse i spinnaksens retning. I praksis tilpasses de enkelte bøyeledds postivie fjærkonstanter fortrinnsvis til hverandre med en nøyaktighet på ca. 5$, og hver kardanelements effektive tykkelse justeres ved hjelp av stillskruer, inntil den totale

142191 fjærkonstant blir tilnærmet lik null.

For et gyroskop som roterer fritt uten sperring eller hemming forårsaker en direkte d.v.s. aktiv, total fjærkonstant nutasjon av rotoren (en langsom konisk bevegelse) direkte proporsjonal med det mål hvormed rotasjonsakselen av-viker fra spirmaksen. Således oppstår f.eks. en aktiv fjærkonstant hvis spinnfrekvensen skiller seg fra kardanoppheng-ningens avstemte frekvens, d.v.s. hvis opphengningen ikke er nøyaktig avstemt. Et dreiemoment utvikler seg om samme akse som den opprinnelige avvikelsen og bringer på sin side rotoren til presisjonsbevegelse om en akse vinkelrett på awikelsesaksen. Når det ikke forekommer noe energitap i denne fjær går rotorens spinnakse ikke til den med drivakselens rotasjonsakse sentrale stilling men fortsetter sin koniske prisisjonsbevegelse om drivakselens rotasjonsakse eller sentrallinje.

Den aktive fjærkonstants verdi i ustemt tilstand er:

hvor ^ N er differansen mellom avstemningsfrekvensen og den virkelige spinnfrekvens og F er størrelsen som betegnes "god-m HN hetstall". F mfor et gitt instrument er lik — , hvor H er rotorens bevegelsesmoment, N er spinnfrekvensen og K^, er summen av alle fjærkonstanter i bøyeleddsopphengningen. En resterende aktiv fjærkonstant som beror på feilstemningen elimineres ved justering av kardanelementets respektive treghetsmoment på en måte som skal beskrives nærmere nedenfor. Universalleddet ifølge oppfinnelsen kan i et gyroskop anvendes som hjelpemiddel for tilnærmet å eliminere feilmomenter som oppstår som følge av like-retning av vibrasjoner som oppstår ved en frekvens lik rotordelens dobbelte spinnfrekvens. Slike likerettede feilmomenter kan også tilnærmelsesvis elimineres ved jjustering av kardanelementenes treghetsmoment. Kulelager som anvendes for lagring av den roterende aksel tilveiebringer vibrasjoner ved overtoner av spinnfrekvensen. Hvis ingen kompenserende justering foretas

vil gyroskopet med avstemt rotor komme til å likerette slike

vibrasjoner med dobbelt spinnfrekvens, d.v.s. første harmoniske. Virkningen av dette kan bli sterk f.eks. i størrelsesorden 5°

pr. time pr. buesekund av vibrasjonsamplituden ved en frekvens på den dobbelte spinnfrekvens hvis ingen kompensering foretas.

For å lette forståelsen av denne virkning skal

et eksempel betraktes hvor bøyeleddene langs et kardanelements ene akse er forholdsvis stivt sammenliknet med bøyeleddeie langs elementets andre akse. Hvis gyroskopet utsettes for vridnings-svingninger eller vinkelvibrasjon, må bøyeleddene utføre bøye-bevegelser av en størrelse lik vibrasjonsamplituden hvorved rotordelen utsettes for et direktvirkende fjærmoment. Normalt vil disse fjærmomenter utjevnes til en middelverdi lik null under hver vibrasjonsperiode, men dette er ikke tilfelle ved synkron vibrasjon med frekvensen 2N, d.v.s. den dobbelte spinnfrekvens. I verste fall vil vridningssvingningenes positive halvperiode bøye et stivere bøyeledd mens de negative halv-perioder vil bøye de svakere d.v.s. mindre stive bøyeledd. Resul-tatet er at rotordelen utsettes for et gjennomsnittlig rest-moment. Når det gjelder konkrete bøyeledd kan denne virkning praktisk talt elimineres ved en nøyaktig innbyrdes tilpasning av bøyeleddenes fjærkonstanter.

Den negative dynamiske fjærkonstant som oppstår som følge av kardanelementenes bevagelse, er derimot sterkt usymmetrisk. For å forklare denne foreteelse nærmere, antas det at en inngående vinkelhastighet bibringes instrumentets hus.

Det dreiemoment som et vilkårlig gitt øyeblikk overføres til rotordelen er en funksjon av rotorens stilling i dette øyeblikk. For et enkelt kardanelement er det klart at dette element tvang-vis følger drivakselens vinkelhastighet når den aksefaste bøye-akse danner rett vinkel med den inngående vinkelhastighets retning, men derimot ikke tvinges til å følge denne akses dreiebevegelse når den aksefaste bøyeakse ligger i flukt med denne retning, som følge av dets mindre bøyestivhet, d.v.s. mindre motstand mot bøyning. Det gjelder her stort sett at rotordelen vekselvis påvirkes av sterkere gyromomenter når den inngående vinkelhastighet virker på tvers av kardanelementets harde akse mens den ikke påvirkes av sterkere gyromomenter når den inngående vinkelhastighet virker på den myke akse. Hvis man kan tilveiebringe en tilstand som er slik at de større vinkelhastigheter opptrer i en retning når det hersker sterk gyroskopisk kopling til rotoren, mens de overførte momenter er meget svake ved høyere vinkelhastigheter i den motsatte retning, så skulle man oppnå et korrigerende momentoverskudd til fordel for den sterke koplingsretning. Denne tilstand hersker i virkeligheten for inngående dreie- eller vinkelvibrasjoner med dobbelt spinnfrekvens og bare ved denne frekvens. Foretatte undersøkelser har imidlertid vist at denne korrigeringsvirkning utjevnes av dreiemomentet som utøves på rotordelen av et riktig tilpasset andre kardanelement som er orientert vinkelrett på det første eller av et andre og et tredje kardanelement som på forskjellige sider av det første er plasert jevnt fordelt om spinnaksen og som er tilpasset for aktiv utjevning av momentvektorene for de tre kardanelementer, eller forelde øvrige kardanelementer når universalleddet f.eks. har fire eller fem slike. . På bakgrunn av disse synspunkter har universalleddet ifølge oppfinnelsen minst to mekanisk parallellkoplede kardanelementer hvis respektive treghetsmoment er justert for utjevning av fjærkonstantene og utjevning av de dreiemomenter som forårsakes av vibrasjoner om faste inngangsakser i forhold til gyrohuset med dobbelt spinnfrekvens. Hvert av kardanelementene utjevner ZS-vibrasjon, men deres korreksjons- eller ut-jevningsmomenter er like store og motsatte rettede forutsatt at kardanelementene er nøyaktig tilpasset for denne karakteristiske tilstand. Tilpasningen utføres med samme utbalanseringsvekter som anvendes for avstemning av gyroskopet til den resulterende fjærkonstant null ved gyyeekopets driftsfrekvens.

Nedenfor øves funksjonsteoriene i U,S.-patent-skrift nr. 3 678 764 og bevegelsesuttrykkene for et slikt gyroskop og avstemningsbetingelsene og vilkårene for en tilnærmet fullstendig eliminering av feil som forårsakes av momentet som utøves ved frekvensen 2N.

På fig. 7 ©r vist et forenklet skjema for rotoren 120, akselen 122 og kardanelementet 124 samt koordinatakser, hvilket skjema er tilpasset for å lette analysen og forenkle uttrykkene. På liknende måte viser fig. 8 et forenklet skjema for rotoren 120, akselen 122 og et annet kardanelement 126 med koordinatakser, hvilket skjema er tilpasset for å lette analysen og gi enklere uttrykk. Koordinataksene er definert på følgende måte:

En høyregruppe koordinater X,Y,Z er antydet

på gyrohuset (ikke vist på fig. 7 og 8).

Den roterbare aksel 122 er tilordnet en høyre-gruppe ortogonale koordinatakser x,y,z idet koordinaten z faller sammen med koordinaten Z i de til gyrohuset hørende koordinatakser X,Y,Z. Koordinatene x,y roterer med akselen 122 og bestemmer et plan som står vinkelrett på drivakselens 122 rotasjonsakse z.

En høyregruppe ortogoAale koordinater x.. , y , z, er tilordnet kardanelementet 12*5 idet aksen x^ faller sammen med drivakselens 122 rotasjonsakse x, slik det fremgår av fig. 7.

En høyregruppe ortogonale koordinater x.^, y^, z^ er tilordnet kardanelementét 126 slik det fremgår av fig. 8, hvor aksen y faller sammen med aksen y.

En høyregruppe ortogonale koordinater x', y',

z<1> er som vist på fig. 7 og 8 tilordnet rotoren 120, idet aksen x' faller sammen med aksen Xg. Videre faller aksen y' sammen med aksen y^.

Fjærkonstantene for de fjærer som forbinder akselen 122 med kardanelementet 124 langs aksene x og x^ er betegnet med K'x^ og K"xl. Fjærkonstantene for de fjærer som forbinder akselen 122 med kardanelementet 126 langs aksene y 2 og y er betegnet med °§ ^"y2* ^jærkonstantene for de fjærer som forbinder kardanelementet 124 med rotoren 120 langs aksen y^ er betegnet med K 1 . og K"^. F jærkonstantene for de fjærer som forbinder kardanelementet 126 med rotoren 120 langs aksen x2 er betegnet med K'x2 og ^"x2*

I de følgende uttrykk er Kx den totale positive f jærkonstant som virker langs aksen x, mens K^. er den totale positive fjærkonstant som virker langs aksen y.

Dempningskoeffisienten for kardanelementets 124 dreiebevegelse om aksen x^ betegnes med ^ x^ » Dempningskoeffisienten for kardanelementets 124 dreiebevegelse om aksen y^ er betegnet med Dy^' på tilsvarende måte betegnes dempningskoeffisientene for kardanelementets 126 dreiebevegelse om aksen x 2 respektivt y2 med Dx2 respektivt Dv2* 1 ae følgende uttrykk antas det at dempningskoeffisientene er lik null. En demp-ningskoef f isients virkning er å forkorte instrumentets tids-konstant. Herav følger at dempningskonstantens verdi må holdes så liten at den ikke innvirker vesentlig på instrumentets til-tenkte funksjon.

De primære treghetsmomenter for kardanelementet 124 er med hensyn på aksene x^, y^ og betegnet med A^, B. respektivt C^. De primære treghetsmomenter for kardanelementet 126 med hensyn på aksene Xg, y2 og z2 er betegnet med A2, B2 respektivt C2# Som følge av kardane1em ent ene s 124 og 126 samt rotorens 120 symmetri, er treghetsmomentenes produkter lik null.

De primære treghetsmomenter for rotoren 120 med hensyn på aksen x', y<*> og z<*> er betegnet med A,B respektivt C.

Diagrammene på fig. 9 og 10 viser forholdet mellom instrumenthusets fast tilordnede koordinater Xf Y og Z og de til rotoren førende koordinater x,y,z og tjener til å forklare oppløsningen av vinkler, vinkelhastigheter og dreiemomenter som utøves om husets faste akser X,Y,Z og innføres i det koordinatsystem x,y,z som er tilordnet rotoren. Rotorakselens vinkelhastighet eller omdreiningstall er spinnfrekvensen N. Vinkelhastigheter som påtrykkes instrumenthuset vinkelrett på Z-aksen kan oppløses i komponentene fe og 0 om husets faste

x .1

akser X respektivt Y. Vinkelhastighetene Øx og Øy kan deretter oppløses i vinkelhastigheter om aksene x,y,z som tilhører rotoraksen. På liknende måte kan dreiemoment som fra instrumenthuset påvirker kardanelementene (eller rotoren) om en akse vinkelrett på Z-aksen, oppløses i komponenter og My om X-aksen respektivt Y-aksen.' Komponentene M^ og M^. kan oppløses om aksene x og y som tilhører rotoren.

Rotorens 120 spinnakse z<*> er vanligvis ikke tvangsstyrt for å falle sammen med aksene z og Z. Rotoren 120 kan i forhold til rotorakseleia. 1:22 ansees være vinkelforskutt om aksene x og y. Rotorens 120 vinkelavvikelser i forhold til rotoraksen 122 om aksene x og y betegnes med 0 respektiv © .

x y Med tilnærmelse av de angitte definisjoner blir uttrykkene som beskriver rotorens 120 bevegelse i forhold til akselen 122 følgende:

Ved hjelp av disse uttrykk kan det påvises at rotoren hvis fjærkonstanten og treghetsmomentene er justert, vil funksjonere tilnærmelsesvis som en frittløpende rotor, og de momenter elimineres fra rotoren som forårsaker svingninger med den dobbelte spinnfrekvens N. De almindelige betingelser for slike justeringer er: for undertrykning av de nevnte momenter, og for nøyaktig avstemning, hvor og N er akselens 122 vinkelhastighet i radianer pr. sek. For et praktisk instrument gjelder så

Deretter reduseres uttrykkene (3) og lk) tilnærmet til:

Hvis man oppløser uttrykkene (lo) og (li) og setter inn i uttrykkene (5),(6), (7) og (8) får man følgende uttrykk for undertrykkelse av momentet 2N:

Det skal bemerkes at man ved addisjon av uttrykkene (12) og (13) får: og ved subtraksjon av de samme får man:

Således er det for en gitt gruppe fjærer med fjærkonstanter Kx og K^. kombinert ifølge uttrykket (l) mulig å justere kardanelementenes treghetsmoment ved hjelp av balansevekter og derved oppnå de ønskede betingelser for såvel riktig avstemning som fbr utligning av momentene 2N til null.

Ved anvendelse av den her anførte analyse på en praktisk konstruksjon kan rotoren 120 ansees som å utgjøre en dynamisk ekvivalent til rotordelen lk samt svinghjulet 106.

På liknende måte kan akselen 122 ansees å utgjøre den dynamiske ekvivalent til den drivende del 12 og drivakselen lOk.

Et antall forskjellige konstruksjonsparametre må taes i betraktning ved konstruksjonen av den på fig. 1 til 5 viste utførelsesform av universalleddet ifølge oppfinnelsen.

For den kommende diskusjon kan disse parametre inndeles i grupper alt etter de valgte konstruksjonstyper, treghetsegenskaper ved de enkelte kardanelementer, stivheten i bøyeleddene som forbinder kardanelementene med rotordelen og med den drivende del, samt den geometriske anordning av det av kardanelement og bøye-ledd bestående kardanske opphengningssystem.

En av de første forholdsregler som må taes er å velge et materiale av hvilke universalleddet kan fremstilles i bare ett sammenhengende stykke. De materialer som velges bør ha liten mekanisk hystereses. Anvendelse av et materiale med lav hystereses bidrar til å redusere den dempning som forårsakes av svingninger om fjærleddenes bøyeakser til et minimum.

Et annet primært valg som må gjøres i forbindelse med fremstillingen av et gyroskop som er forsynt med universalledd -ifølge oppfinnelsen, er å velge omdreiningstall, spinnhastighet, for den motor som skal drive rotorakselen og svinghjulet. Valget av spinnh.astigh.et må avpasses til den bestemte utførelse av disse roterende elementer i et gyroskop og inngår derfor ikke i selve oppfinnelsen. For den følgende diskusjon antas det at en hensiktsmessig spinnhastighet for gyroskopet er valgt.

Det antas også at svinghjulet mangler eller kan justeres for å eliminere masseubalanse og radiell ubalanse.

De finnes to innbyrdes uavhengige konstruksjonsparametre som må tas i betraktning for at man skal oppnå avstemt tilstand, d.v.s. fullstendig utjevning av fjærkonstantene i opphengningssysternet, og tilveiebringe en eliminering av konstante momenter som virker på rotoren og som oppstår ved like-retting av svingninger i akselen som oppstår ved ca. den dobbelte spinnfrekvens. Vilkårene for å oppnå en slik korrekt avstemning som utjevning av momentet 2N til null representeres av de foregående anførte uttrykk(l4) og (l5)« En tilfredsstillelse av vilkårene ifølge uttrykkene (l4) og (15) oppnås ved justering av balansevekter hvorved kardanelementenes treghetsmoment endres. Ved å velge samme treghetsmoment for kardanelementene og bøye-stivhet for de fjærende bøyeledd, reduseres det balansejusterings-område som er nødvendig for å oppnå et minimum av begge tilstan-der.

Ifølge en annen konstruksjonsparameter er universalleddets 10 radialstivhet og aksialstivhet tilnærmet like stor. En ulike elastisitet i opphengningen d.v.s. vesentlig ulike stivhetsverdier, i radial og aksial retning vil bevirke et på rotoren utøvet moment hvis akselerasjonskrefter skulle virke langs både spinnaksen og de inngående akser samtidig. Samme elastisitet i opphengningen kan sppnås f.eks. ved å gjøre de U-formede deler av kardanelementene (se fig. 3) med slik avpas-set tykkelse at den aksielle ettergivenhet blir lik den radiale ettergivenhet.

Ifølge neste konstruksjonsparameter skal kardanelementenes tyngdepunkt fortrinnsvis befinne seg i universalleddets opphengningssentrum. Hvis dette vilkår ikke er oppfylt vil universalleddet bidra til dannelse av masseubalanse i forhold til spinnaksen samt til radial ubalanse i kombinasjonen av universalleddet og svinghjulet. Her skal påminnes om antagel-sen i det foregående at svinghjulet er balansert i såvel radial som aksial retning. Lettheten ved å oppnå denne konstruksjonsparameter utgjør en av de mest betydningsfulle fordeler ved universalleddet ifølge oppfinnelsen. Når dette aniversalledd fremstilles av bare ett sammenhengende materialstykke kan opphengningssenteret plaseres riktig med meget snevre toleranser ved anvendelse av ordinære bearbeidningsinetoder. Ved utførel-sesformen som er vist på fig. 1-5 fastlegges tyngdepunktet ved en symmetrisk konstruksjon og kan justeres i aksial retning ved hjelp av kardanelementenes balansevekter.

Ifølge en annen konstruksjonsparameter for utførel-sesformer med to kardanelementer gjelder at det ene kardanelements opphengningsakse er forskutt 90° om spinnaksen i forhold til det andre kardanelements motsvarende opphepgningsakse. Således danner f.eks. de på fig. 3 med rotoren fast forenede bøyeledd 48

og 52 sammenfallende bøyeakser 49 og 53 en felles bøyeakse, i det aktuelle tilfelle kardanelementets 20 indre kardanakse. 90° vinkel med de sammenfallende bøyeakser 65 og 69 for de med rotoren fast forbundne bøyeledd 64 og 68, hvilke akser tilsammen danner kardanelementets 18 indre kardanakse. Lettheten ved å oppnå denne konstruksjonsparameter er også en av de primære fordeler ved universalleddet ifølge oppfinnelsen. Når universalleddet er fremstilt av ett eneste sammenhengende materialstykke, kan bøyeaksenes innbyrdes vinkelstilling oppnås eksakt ved anvendelse av vanlige bearbeidingsmetoder. Avvikelser fra orto-gonaliteten mellom bøyeaksene for det ene kardanelement og bøye-aksen for det andre kardanelement frembringer en virkning som kan betegnes som en vinkel eller dreiekvadratur for svingninger av dobbelt spinnfrekvens. Denne virkning er en ved vinkelsvingninger av dobbelt spinnfrekvens opptredende skråstilling som ikke helt kan elimineres bare ved justering av treghetsmomentene. Dreiemomentet betegnes kvadratur men det virker i 90°,'s vinkel

på dreiemomentet som oppstår ved manglende justering av kardanelementenes treghetsmoment ifølge uttrykkene (l4) og (l5)« Dette dreiemoment som virker i kvadratur, forårsakes av den manglende ortogonalitet mellom kardanelementenes opphengningsakser.

Ifølge en ytterligere konstruksjonsparameter gjelder det at kardanelementenes bøyeakser fortrinnsvis krysser hverandre, f.eks. at de kolineære bøyeakser 49 og 53 krysser de kolineære bøyeakser 25 og 45» Det at det er så lett å oppnå denne konstruksjonsbetingelse utgjør en vesentlig fordel ved universalleddet ifølge oppfinnelsen. Skjevhet mellom bøyeaksene hvilket defineres som den tilstand da disse ikke ligger i samme plan, skulle medføre en annen pendlingskarakteristik for rotoren om den ene av universalleddets akser i forhold til den andre akse. Dette stillingsforhold mellom vedkommende akser medfører at en skråstilling skulle oppstå for en lineær svingning som virker langs de inngående akser i huset med dobbelt spinnfrekvens. Det er mulig å eliminere innvirkningen av en slik skjevhet ved justering f.eks. som beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3 538 776. Tilnærmet fullstendig oppnåelse av denne konstruksjonsbetingelse for universalleddet ifølge oppfinnelsen gjør imidlertid at slike justeringer i praksis er unødvendige. Hvis det universalledd ifølge oppfinnelsen skulle forekomme den minste feilfunksjon av denne art, kan feilen elimineres ved en differensiell justering av kardanelementenes tyngdepunkter ved hjelp av deres balansevekter. Størrelsen av den for justering av kardanelementenes pendelkarakteristik med hensyn på eliminering av denne feilkilde bør de nødvendige justeringer være så små som mulig. For et gitt justeringsområde for balansevektene i kardanelementene, betyr et redusert behov for å eliminere kardanelementenes pendlingsevne ved den dobbelte spinnfrekvens, at en større del av justeringsområdet står til rådighet for andre formål.

Ifølge en ytterligere konstruksjonsbestemmelse gjelder det at hvert kardanelements begge bøyeakser fortrinnsvis er ortogonale i forhold til hverandre.

Hvis disse akser ikke er ortogonale og hvis en viss skjevhet foreligger, vil en skråstilling oppstå som er proporsjonal med konstante akselerasjoner i radial retning, og det oppstår et dreiemoment om vedkommende akse som den virkende akselerasjon. Dette fenomen betegnes kvadraturubalanse og det fra denne feilkilde stammende moment er ortogonalt i forhold til et moment som forårsakes av masse-ubalanse. Et gyroskop som enten har kvadraturubalanse eller masseubalanse er følsomt for tyngdekraften eller for akselerasjoner som virker vinkelrett på spinnaksen.

Kvadraturubalanse kan også oppstå ikke bare ved manglende ortogonalitet mellom bøyeaksen som er fast tilordnet rotoren og bøyeaksen som er fast tilordnet drivakselen i hvert kardanelement, men også ved en slik skjevhet som er nevnt ovenfor, i kombinasjon med manglende ortogonalitet mellom de to

kardanelementers tilsvarende bøyeakser.

På fig. 11 og 12 er vist et universalledd med tre kardanelementer ifølge en andre utførelsesform av oppfinnelsen. Her skal bemerkes at oppfinnelsens grunntanke er generell slik at kardanelementenes utforming kan variere innen vide grenser. Således kan kardanelementenes form variere, kardanelementene behøver ikke være symmetrisk formet, de kan krysse hverandre eller ikke, de behøver ikke være likevinklet fordelt og de behøver ikke å ha like stort treghetsmoment.

På fig. 11 og 12 er vist tre kardanopphengningselementer som er likevinklet fordelt om en rotasjonsakse og hvert kardanelement dekker en vinkel på 90° om denne akse. Fig. 11 viser et grunnriss fra den ene side og viser i første rekke universalleddets rotordel, mens fig. 12 viser et grunnriss fra den motsatte side og viser hovedsakelig universalleddets drivende del.

Det på fig. 11 og 12 viste universalledd 200 er også utformet i bare ett sammenhengende stykke ifølge fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og omfatter en hovedsakelig stjerne-formet drivende del 202 med tre armer som strekker veg radialt ut fra et felles nav som er dreibart om en akse 203, videre en rotordel ZOk hvis rotasjonsakse er betegnet med 205, tre identisk like kardanelementer 206, 208 og 210, og seks elastiske bøyeledd som hver består av to radialt adskilte deler med en felles bøyeakse. Den drivende del 202 har et hull for å oppta en ikke vist drivaksel. Universalleddet 200 kan anvendes i et avstemt gyroskop, f.eks. gyroskopet på fig. 5« Således kan universalleddet på fig. 11 og 12 erstatte universalleddet $0

på fig. 1, 2 og 3 inklusive det som i det foregående inngår i det avstemte gyroskop ifølge fig. 5» Universalleddet 200 er fremstilt i samsvar med den metode som skal beskrives i det føl-gende i forbindelse med beskrivelsen av den utførelsesform som er vist på fig. lk til 19.

Ved utformingen ifølge fig. 11 og 12 er hvert

av de tre kardanelementer 206, 208, 210 forbundet med den drivende del 202 via et par bøyeledd samt med rotordelen 20k via et andre par bøyeledd. Universalleddets 200 bøyeledd er av samme art som for universalleddet 10 og hvert bøyeledd har således en bøyeakse og en lengdeakse. I foreliggende utførelses-form omfatter hvert bøyeledd også et par halsformede partier

med mindre tykkelse, kalt bøyehalser. Hvert par bøyeledd er utformet ved at det anordnes et par parallelle hull på samme måte som beskrevet for den første utførelsesform på fig. 1 - 5. Det bøyeledd som derved dannes av materialet mellom de to

nær hverandre liggende parallelle hull deles deretter opp i to radialt adskilte deler ved hjelp av et snitt som dannes ved hjelp av en elektroerosjonsmaskin. Dette skillende snitt skal forklares nærmere nedenfor.

Bøyeleddene i universalleddet 200 på fig. 1-5 og andre utførelsesformer av oppfinnelsen kan utformes enten ved boring av to parallelle hull ved anvendelse av elektroerosjons-teknikk eller på hvilken som helst annen egnet måte. Hvert hulls tverrsnittsform behøver ikke være fullstendig sirkulær f.eks. hvis man utfører arbeidet med elektroerosjon. Ikke behøver heller kronningen av halspartiene på begge sidefåå-ter være sirkel-bueformet.

Bøyeleddet 212 forbinder kardanelementet 206 med rotordelen 204 eller i virkeligheten med et radialt innover rettet fremspring på rotordelen, på liknende måte som gjelder for forbindelsesdetaljene for de to øvrige kardanelementer. Bøyeleddet 212 har to i radial retning adskilte deler som danner et par bøyeledd 212a og 212b. Bøyeleddene 212a og 212b har en felles leddakse 213 og innbyrdes parallelle lengdeakser 215a og 215b. Lengdeaksen 215a er antydet på fig. 11A. Aksene 215a og 215b er parallelle med hverandre og med rotasjonsaksene 203 og 205 når universalleddet inntar null- eller midtstilling. Som nevnt er null- eller midt-stillingen karakterisert av at det ikke foreligger noen vinkelforskyvning for noen av kardanelementene om deres leddakse. Hvert bøyeledd 212a og 212b har en tverrakse som er definert i det foregående for bøyeleddet 24 men ikke er vist på fig. 12 og 13.

På liknende måte er kardanelementet 208 forbundet med rotordelen 204 via et bøyeledd 216 som er oppdelt i to adskilte bøyeledd 2l6a og 2l6b. Bøyeleddene 2l6a og 2l6b har en felles leddaske 217 og et par parallelle lengdeakser 219a og 219b. Når universalleddet inntar null- eller midt-stilling er aksene 219a og 219b også parallelle med aksene 203 og 205 samt med de øvrige bøyeledds lengdeakser.

Bøyeleddet 220 er et tredje ledd som er tilordnet det tredje kardansystem og dette forbinder kardanelementet 210 med rotordelen 204. Også bøyeleddet 220 er oppdelt i to adskilte deler 220a og 220b. Bøyeleddene 220a og 220b har en felles leddakse 221 og et par innbyrdes parallelle lengdeakser 223a og 223b.

Hvert bøyeledd som forbinder et kardanelement med den drivende del 202 er av samme utførelse som forbindelsen med den roterende del for dette kardanelement, men danner en vinkel med aksene 205 og 203. Den drivende del 202 har tre med samme vinkel fordelte armer. Hver av disse armer er via et bøyeledd forbundet med et kardanelement. Således forbinder f.eks. bøye-leddet 224 kardanelementet 206 med en av den drivende dels 202 armer og har en leddakse 225 som om rotasjonsaksene 202 og 205 danner en vinkel på 90° med leddaksen 213* Bøyeleddet 224 har to adskilte deler 224a og 224b. Bøyeleddene 224a og 224b har lengdeakser 227a og 227b som er parallelle med hverandre og med aksene 203 °g 205 når rotordelen befinner seg i null- eller midt-stilling.

Bøyeleddet 228 forbinder den drivende del 202 med kardanelementet 208. Bøyeleddet 228 har to adskilte deler 228a og 228b med felles bøyeakse 229 og parallelle lengdeakser 231a og 231b som også er parallelle med rotasjonsaksene 203 og 205 når universalleddet inntar null- eller midt-stilling.

Bøyeleddet 232 forbinder kardanelementet 210 med den drivende del 202. Bøyeleddet 202 har to adskilte deler 232a og 232b som har en felles leddakse 233 og innbyrdes parallelle lengdeakser 235a og 235b som også er parallelle med rotasjonsaksene 203 og 205 når rotorelementet befinner seg i null- eller midt-stilling. Lengdeaksen 235a er vist på fig. 11C.

De tre leddakser 213, 217 og 221 som danner tre ytre kardanakser og de tre leddakser 225, 229 og 233 som danner tre indre kardanakser, krysser rotasjonsaksene 203 og 205 i ett og samme punkt. Alle lengdeakser, d.<y>.jj. 215a og 215b, 219a og 219b, 223a og 223b, 227a og 227b, 231a og 231b og 235a og 235b er parallelle med hverandre og er parallelle med rotasjonsaksene 203 og 205 når rotordelen inntar null- eller midt-stilling.

Nedenfor skal visse andre særpreg ved utførelses-formen på fig. 11 og 12 betraktes nærmere. Hvert kardanelement er forsynt med et gjenget hull og to balansevekter som er innskrubare i hvert sitt hull for justering av kardanelementets treghetsmoment. Kardanelementet 206 har således en åpning 238 og et par i denne skrubare balansevekter 240a og 2k0b. Hver av disse består av en skrue som er like store og er dreibare i gjengede hull for å forflyttes i aksial retning. Kardanelementet 208 har et gjenget hull 2h2 og et par i dette innskrubare bålanse-vekter 2kka og 2kkb. Forskyvning av den ene av vektene i hvert hull skjer ved hjelp av et i den andre vekt anordnet hfcill. Så-, ledes kan f.eks. balansevekten 2k0b innstilles ved hjelp av et verktøy som føres gjennom et hull i balansevekten 240a.

Utførelsesformen på fig. 11 og 12 har en drivende del 202, en rotordel 20k og kardanelementet 206, 208 og 210

har hvert sitt par tverrstilte endeflater i aksial avstand fra hverandre. Den ene tverflate eller endeflate på den drivende del 202, rotordelen 20k og kardanelementet 206, 208 og 210 ligger i et felles tverrplan 251, mens den andre tverflate eller endeflate på hver av disse komponenter ligger i et annet felles tverrplan 253. Tverrplanene 251 og 253 er antydet på fig. 11E.<* >Det forekommer således en aksial forskyvning mellom samme sides tverrstilte endeflater av den drivende del 202 rotordelen 20k og kardanelementene 206, 208 og 210 hvilke flater ligger i ett og samme plan vinkelrett på aksen.

Det fremgår av fig. 11 og 12 og av den foregående beskrivelse at universalleddets 200 tyngdepunkt befinner seg i dettes geometriske sentrum, d.v.s. i leddaksenes felles skjæringspunkt med rotasjonsaksen. Leddaksenes skjæringspunkt med rotasjonsaksen betegnes vanligvis opphengningssenteret.

For et universalledd med tre kardanelementer

som vist på fig. 11 og 12 er vinkelavstanden mellom leddaksene for bøyeleddene som forbinder hvert kardanelement med den drivende del forskutt fortrinnsvis 120°. For et slikt universalledd er vinkelavstanden mellom leddaksen for det bøyeledd som forbinder hvert enkelt kardanelement med den drivende del og leddaksen for det bøyeledd som forbinder samme kardanelement med rotordelen

forskutt fortrinnsvis 90°. Som følge av disse vinkler mellom leddaksene vil bøyeleddene som forbinder hvert kardanelement med rotordelen, ha sine leddakser fordelt med 120°'s vinkelavstand om spinnaksen, d.v.s. om rotasjonsaksen for rotordelen og den drivende del.

Som beskrevet ovenfor har i utførelsesformen på fig. 11 og 12 hvert bøyeledd to i radial retning adskilte deler. Hvert bøyeledd i denne med tre kardanelementer forsynte utførel-sesform av universalleddet er dannet ved boring av et par parallelle hull eller åpninger slik det skal beskrives nedenfor under henvisning f.eks. til fig. 2 eg 11E. Slissformede snitt som resulterer i dannelsen av utsparinger utføres ved denne fremgangsmåte for å muliggjøre dannelsen av et midtparti av godset for å danne hvert bøyeledds halsformede del. Ved fjerning av en del av godset for å danne den halsformede del reduseres bøyeled-dets torsjonsstivhet til en ønsket verdi. De to deler av hvert bøyeledd som står igjen etéer det slissformede snitt, er fortrinnsvis adskilt i radial retning ved størst mulig avstand for å bibringe universalleddet stor aksial stivhet.

Virkemåten for den på fig. 11 og 12 viste andre utførelsesform er analog med virkemåten for utførelsesformen i-følge fig. 1- 5» Nærmere bestemt gjelder da at et gyroskop med opphengningssystemet på fig. 11 og 12 også med fordel kan drives som et avstemt gyroskop med fri rotor og derved fortrinnsvis være justert for å eliminere feil som forårsakes av følsomhet for akselvibrasjoner eller akselsvingninger som opptrer ved en frekvens lik den dobbelte spinnfrekvens. Således virker et med tre kardanelementer forsynt gyroskop på en måte som tilfreds-stiller uttrykkene (12) og (13)» 1 et universalledd med flere

kardanelementer gir hvert slikt element grunnlag for et feil-moment av en viss størrelse og med en viss retning. Hvis kardanelementene er symmetriske blir disse feilmomenter praktisk talt like. Derfor kan kardanelementenes vinkelfordeling om rotorens spinnakse velges og justeres slik at resultatene av alle disse momenter som frembringes av de enkelte kardanelementer blir lik null. Et universalledd med tre kardanelementer er beskrevet i U.S.-patentskrift nr. 3 678 764. De karakteristiske egenskaper ved et slikt instrument er også behandlet i en artikkel "Dynamically Tuned Gyros in Strapdown Systems", fremlagt som innlegg for "the Ådvisory Group for Aerospace Research and Development Conference on Inertial Navigation Components and Systems", 2-5 okt. 1972, samt i en artikkel "Theory of Errors of a Multigim-bal-Elastically Supported, Tuned Gyroscope", publisert i tids-skriftet "I EEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems", Volume A ES-9, nr. 3, for mai 1972, hvilketartikler har forfatteren: Robert J.G.Craig. Ved utførelsesformen på fig. 11 og 12 reguleres kardanelementenes treghetsmoment ved justering

av utbalanseringsvektenes 240, 244 og 248 aksiale stilling ved dreining av en balansevektskrue ved hjelp av en skruetrekker.

Fig, 13 viser i lengdesnitt en multipelmålegiver 300 for avføling av såvel lineære akselerasjoner som vinkelbevegelser, idet dette instrument har to universalledd. Ved de ovenfor beskrevne gyroskoper har hvert universalledd en rotordel som er ufølsom for lineære akselerasjoner. Rotordelen kan imidlertid hvis ønskelig gjøres følsom for lineære akselerasjoner ved å gjøres pendlende, d.v.s. ved å konstrueres slik at dens massesentrum blir forskjøvet til den ene side av planet for dens forbindelse med sin aksel. Multipelmålegivere er beskrevet i U.S.-patentskrifter nr. 3 678 764 og 3 382 726. Multipelmålegivern 300 har to gyroskoper nemlig et pendlende og et ikke pendlende opphengt som begge er montert på en og samme drivaksel. Pendelgyroskopet har et universalledd 10a som er identisk med utførelsen av universalleddet 10 men med tyngepunktet 301 stilling forskutt til et punkt langs drivakselens 302 sentrallinje som befinner seg i avstand fra opphengningssenteret 303a. Det ikke pendlende gyroskop har sitt tyngdepunkt sammenfallende med universalleddets 40 opphengningssentrum, d.v.s. det ikke pendlende gyroskopet kan være opphengt i universalleddets 10a opp-hengnings sentrum som beskrevet i det foregående i forbindelse med fig. l-5« Det pendlende gyroskop måler både vinkelakselerasjoner og lineære akselerasjoner. Alle de øvrige justeringer av uni-versalAleddets 10a balansevekter er identiske med justeringen av universalleddet 10 som beskrevet i det foregående. Det ikke pendelopphengte gyroskop avføler bare vinkelforskyvninger. Det signal som representerer bare vinkelforskyvninger, subtraheres fra det signal som representerer både lineære akselerasjoner og vinkelforskyvninger, slik at det oppnås et signal som utgjør et mål for bare lineære akselerasjoner. Multipelmålegivern på

fig. 13 har et svinghjul og likner stort sett gyroskopet som er vist på fig. 5 bortsett fra at det er dobbelt, d.v.s. har to svinghjul, to grupper momentgivere og to grupper målegivere o.s.v. men bare en drivmotor.

Et pendelgyroskop med multipelmålegiverns ene ende kan tilveiebringes ganske enkelt ved stillingsjustering av rotorvektene i svinghjulet (ikke vist) og i en viss grad ved stillingsjustering av universalleddets 10A balansevekter i lengderetningen av drivakselens 302 sentrallinje. Hvis således f.eks. alle rotorvektene forskyves aksialt i spinnaksens retning forflyttes tyngdepunktene fra opphengningssenteret,

slik at gyroskopet blir pendlende.

Multipelmålegivern 300 har et instrument som kan måle vinkelhastigheter om to følsomhetsakser samt lineære akselerasjoner langs disse akser. Dette skjer ved hjelp av to rotorer med svinghjul 304 og 306 som er fritt opphengt på en og samme drivmotoraksel 302, idet den ene rotors er balansert og har større bevegelsesmengdemoment for måling av hastigheter, og den andre er pendelopphengt og har lite bevegelsesmengdemoment for måling av akselerasjoner. Hvert svinghjul har sin egen måle-giver og momentgiver som er følsomt om to hovedakser. Elektro-niske anordninger (ikke vist) kan anvendes for forsterkning av gyroskopets utgangssignaler, eventuelt en toakset servosløyfe for akselrometerrotoren. Momentgiverstrømmer som overvåkes fra multipelmålegiverns ytre utgjør mål for akselerasjoner.

Multipelmålegivern kan konstrueres ved at man omslutter motorens statordel mellom to halvdeler av instrumenthuset og sveiser sammen delene. Presisjonskulelager 31° bærere akselen 302 som på sin side bærer både gyroskopet og akselro-meteret med sine svinghjul og hysteresesringen 312. En kombinert grensestillingsstoppeplate og dynamisk balanseplate 314

er festet til og roterer sammen med hvert rotorelement. Målegivere og momentgivere (ikke vist på fig. 13) er på vanlig måte montert direkte på instrumenthuset slik som vist på fig. 5. Hvert svinghjul kan være forsynt med justeringsskruer for å muliggjøre justering for andre ubalansekiIder, f.eks. radial ubalanse og masseubalanse. Kardanelementene har justeringsskruer for justering av resonansfrekvens og følsomhet for svingninger ved den dobble spinnfrekvens, med hensyn til såvel trans-lasjons- som vinkelsvingninger.

I forbindelse med beskrivningen av ytterligere

en utførelsesform med opphengningssystem med to kardanelementer skal også en fremgangsmåte til fremstilling av denne beskrives nærmere. Det skal bemerkes at denne fremgangsmåte for fremstilling av universalledd selv om den her beskrives for den etterfølgende utførelsesform, like godt kan anvendes for fremstilling av utførelsesformen ifølge fig. 1-5» utførelsesformen ifølge fig. 1-12 og 'fremstilling av andre utførelsesformer av universalleddet ifølge oppfinnelsen. Det skal videre bemerkes

at noen av de følgende angitte operasjonstrinn er valgfrie og at rekkefølgen mellom de forskjellige trinn kan endres innenfor oppfinnelsens ramme.

Den utførelsesform som her skal beskrives er vist på fig. 14-19 og har bøyeledd som er plasert nær rotorelementets periferi for å lette målingen av tykkelsen av da halsformede deler av bøyeleddene med minsket tverrsnitt. Måleverdiene for disse deler utnyttes ved beregning av den positive fjærkonstant for opphengningsforbindelsen for hvert kardanelement. Som angitt i det foregående bringes bøyeleddenes positive fjærkonstanter og de motvirkende krefter som representeres av kardanelementenes treghetsmoment og som i praksis funksjonerer som negative fjærkonstanter, til å utjevne hverandre ved en prosess som i det foregående er beskrevet som avstemning av gyroskopet.

Et universalledd kan fremstilles i ett eneste, sammenhengende stykke en rund stang av et materiale f.eks. stål med stort karboninnhold eller annet tilsvarende materiale som har stor fasthet. Stanggodsets diameter bestemmer naturligvis den ytre diameter av universalleddets drevne del på hvilket et svinghjul skal anbringes.

Som vist på fig. lk og 15 er et emne 400 av metall i form av en sirkelformet skive skåret av en rund stang. Emnets tykkelse avpasses til konstruksjonen av universalleddet. For et gyroskop utgjør drivakselens diameter og svinghjulets diameter primære faktorer ved bestemmelse av tykkelse og diameter av emnet 400 av hvilke universalleddet skal fremstilles.

Et hull k02 hvis sentralakse 403 faller sammen med sentralaksen for det sylindriske emne 400 bores gjennom emnet. Hullets k02 diameter avpasses slik at emnet 4-00 senere kan monteres på en ikke vist drivaksel med fastlagt diameter.

Kordeformede flatbunnede utsparinger kOka. og kOkb, koke og kOkd som har form av grunne rektangulære fordypninger som vist på fig. lk og 15 freses med et innbyrdes vinkelavstand på 90° om sentralakselen 403. Disse fire fordypninger kok er flatbunnet for å lette boringen av de parallelle hull.

Deretter bores fire par parallelle hull, ett par i hver av de fire flatbunnede fordypninger i emnet 400. Mellom et par hull 408 og 410 står det igjen et halsformet del k06

av materialet med mindre tverrsnitt som er beregnet på å danne to radialt adskilte bøyeledd med en felles bøyeakse 407. Hul-

lene 408 og 410 som vist på fig. 14 og 15 inngår i et universalledd med to kardanelementer. Leddaksene for de tre øvrige par parallelle hull er fortrinnsvis 90° fordelt om sentralaksen 403. Sentrallinjene for samtlige åtte hull ligger i et felles plan som står vinkelrett på aksen 403. Sentrallinjen for hvert hull i hvert par befinner seg i samme avstand fra bøyeleddets leddakse. Hullenes 408 og 410 sentrallinjer 409

og 411 befinner seg i like stor avstand fra leddaksen 407 for det bøyeledd som er vist på fig. 15• Tverrakser 412 står vinkelrett på leddaksen 407. Hver halsdel har en lengdeakse som står vinkelrett på tilhørende leddakse og parallelt med spinnaksen 403. For eksempel har halsdelen 406 en lengdeakse 413»

Hver par hull f.eks. hullene 408 og 410 er boret til en bestemt dybde i emnet 400 men hullene kan alternativt bores tvers gjennom emnet. Hvis hullene således bores gjennomgående i emnet med 90°<1>s vinkelavstand om sentralaksen 403 skulle det bare være nødvendig å bore to par gjennomgående hull for å danne de fire halsdeler. Hullenes dybde er et spørsmål om tilpasning til utførelsen og den for: bøyeleddet ønskede bøye-stivhet er naturligvis en primære faktor for bestemmelse av hulldybden, og dette er på sin side bestemmende for halsdelens radiale dimensjon.

De tre øvrige halsdeler 4l4, 416 og 4l8 (fig. 14) er identiske med halsdelen 4o6 og er utført på samme måte som denne. Hver halsdel som er utformet i materialet på denne måte deles etterpå i to adskilte bøyeledd ved et snitt utført med elektroerosjon. På denne måte kan f.eks. halsdelen 406 deles i ett bøyeledd som forbinder det ene kardanelement med den drivende del, og et andre bøyeledd som forbinder det andre kardanelement med universalleddets rotordel, d.v.s. dreibare del.

I neste operasjon bores og gjenges åtte hull 420, 422, 424, 426, 428, 430, 432 og 434 i emnet 400. Disse hulls sentrallinjer ligger alle i samme avstand fra aksen 403 og er parallelle med denne. Disse hull er beregnet på å oppta balansevekter som er aksialt innstillbare slik det er beskrevet ovenfor. Hullenes plasering velges med hensyntagen til konstruk-sjonsbetingelsene for den utførelsesform som skal fremstilles.

Emnet 400 kan deretter underkastes en varmebehand-ling for å øke dets hårdhet. Varmebehandlingen utføres på i og for seg kjent måte.

Ifølge en foretrukket rekkefølge for fremstillingen bearbeides så emnet 400. til nøyaktige dimensjoner.

Emnets sylindriske mantelflate kan slipes til eksakt diameter. Emnets sideflater kan poleres til eksakt parallellitet. Sen-tralhullets vegger kan slipes til nøyaktig indre diameter. Hvert par hull for å danne et bøyeledd kan slipes til en for bøye-leddets utformning større nøyaktighet. Således kan f.eks. hullene 408 og 410 slipes til større diameter og/eller for minskning

av avstanden mellom hullenes sentrallinjer 409 og 411.

Deretter fjernes ytterligere materiale ved elektroerosjon ved at det dannes snitt i form av spalter fra emnets

ene sideflate mot den andre, som ikke behøver å strekke seg gjennom hele emnet. Blant andre arbeidstrinn er ytterligere aksiale utsparinger og fordypninger som bare strekker seg en del i aksial retning i emnet,men fra den andre flatside. I ytterligere arbeidstrinn utformes utsparinger og fordypninger fra omkretsflaten radialt innover i emnet 400.

På fig. 16, 17, 18 og 19 er vist en utførelses-form av et universalledd som dannes av samme emne som på fig. 14 og 15 ved fortsatt materialfjerning med elektroerosjon. Således dannes det aksialt gjennomgående spalter 433a-433d ved hjelp av en erosjonselektrode mens et par utsparinger 435a og 435b utføres med en annen elektrode. Av fig. 16 fremgår at utsparingene 435a og 435b ikke strekker seg helt gjennom emnet i aksial retning. De innbyrdes dybdeforhold for en del av utsparingene ut fra endeflatene fremgår av fig. 17• Rekkefølgen ved hvilken utsparingene utføres kan naturligvis variere. Således er det naturligvis mulig å variere elektrodenes form. Således kan f.eks. alle seks utsparinger 433 og 435 utføres ved hjelp av en og samme elektrode. Den flatside av emnet fra hvilken utsparingene 435 utføres, d.v.s. på den synlige side på fig. l6, skal i det følgende betegnes som emnets første side.

Fig. 1 8 viser emnet 400 i stilling for bearbeidelse fra den motsatte side, d.v.s. den på fig. 18 synlige sideflate som i det følgende skal betegnes som emnets andre side. Utsparingene 437a og 437o som svarer til utsparingene 435a resp. 435b på den første sideflate utføres slik at de strekker seg bare parallelt gjennom emnet 400 i aksial retning. Som det fremgår av figurene kan disse fire utsparinger anses å utgjøre for-bindelseskanaler mellom de 90° ringsegmentformede spalter 433a

- 433 d regnet parvis.

Spaltene 439a - 439 d er i form identiske av

samme vinkelfordeling og bueform i aksialt gjennomgående spalter i emnet 400 som er konsentriske med spaltene 433. På liknende måte formede og anordnede spalter 44la - 44ld er også utført aksialt gjennomgående i emnet 400 med konsentriske sidevegger i radial retning. Dessuten er tilnærmet rådiale. aksialt gjennomgående spalter 443a - 443b skåret ut i emnet 400 fra dets ene sideflate til den andre. I praksis utføres alle de åtte spaltene 443 i en og samme operasjon ved hjelp av en erosjonselektrode.

Deretter anbringes emnet 400 med den første sideflate vendt opp som vist på fig. 16 hvoretter fire tilnærmelses-

vis radiale utsparinger 445a - 445d skjæres delvis gjennom emnet i aksial retning. På samme måte skjæres fire tilsvarende utsparinger 447a - 447d fra emnets andre flatside som vist på

fig. 18. Utsparingene 447 svarer til utsparingene 445 men er 90° vinkelforskutt om aksen 403 og går ut fra emnets motsatte flatside. I og med at hver utsparing 447 strekker seg bare delvis gjennom emnet i aksial retning forbinder det en spalte 443 med en spalte 439.

Kordeformige forløpende utsparinger utføres deretter i form av spalter 449 som også strekker sag bare delvis gjennom emnet i aksial retning fra den første sideflate (fig. 16). Gjennom dette snitt skjæres to noe ulikt formede spalter<* >eller utsparinger 449a - 449d av den ene form og 449e - 449h av den andre form.

Det fremgår av fig. 18 at del; er ytterligere

åtte spalter eller utsparinger 451a - 451h utformet svarende til spaltene 449a - 449h, men fra emnets andre side og 90° vinkelforskutt i forhold til spaltene 449. Hver utsparing 451 har også form av en spalte eller kanal og går bare delvis gjennom emnet i aksial retning.

Enda ytterligere utsparinger skjæres en og samme elektrode fra emnets første flatside (fig. 16) og utgjør de fire spalter 453a - 453d som hver strekker seg bare delvis gjen-

nom emnet i aksial retning. Motsvarende utsparinger 455a - 455d, skjares fra emnets andre flatside (fig. 18) og er 90° vinkelforskutt i forhold til spaltene 453. De fire spalter 455a - 455d strekker seg bare delvis gjennom emnet i aksial retning. Igjen

vendes emnet 400 hvoretter to utsparinger 457a og 457b skjæres fra den første flatside delvis gjennom emnet i aksial retning. Deretter skjæres to motsvarende utsparinger 459a og 459b fra emnets andre flatside 90° vinkelforskutt om aksen 403 i forhold til utsparingene 457a og 457b.

Fire radialt rettede spalter 46la - 46ld skjæres tvers gjennom emnet 400 og er alle gjennomgående og synlig både på fig. 16 og 18, mens utsparinger som ikke er gjennomgående naturligvis bare er synlige på den ene eller den andre av disse figurer.

Emnet 400 befinner seg nå på et stadium hvor kardanelementene ved hjelp av spalter og utsparinger adskilles fra hverandre og fra den sentrale drivende del 402 og fra den ringformede rotordel, med unntagelse av de gjenstående bøyeledd som forbinder de forskjellige komponenter med hverandre og med unntak av de steder der kardanelementene krysser hverandre.

Hvis konstruksjonen mangler de i godset utformede stoppeorganer slik som 88 og 90 på fig. 3» kan en stoppeplate midlertidig limes fast på emnet 400 for å forhindre at konstruksjonen utsettes for alt for store påkjenninger under fremstillingsprosessen, særlig under den operasjon ved hvilken kardanelementene skilles fra hverandre. Hvis det derimot anvendes i godset utformede stoppeknaster for å forhindre alt for store påkjenninger, behøver man ikke å ha noen slik stoppeplate.

Som nevnt ovenfor utgjør isoelastisitet ved den opphengning som dannes av universalleddene en ønsket egenskap. Dette innebærer at universalleddets stivhet i lengderetningen og i radial retning bør være tilnærmet like store. For å holde isoelastisiteten i såvel aksial som radial retning må stivheten for hele opphengningsanordningen som kopler rotorelementet til den drivende del i betraktning. Ved universalleddet ifølge oppfinnelsen er stivheten vanligvis større i aksial retning, d.v.s. langs rotasjonsaksen for den drivende del og den drevne del, d.v.s. rotordelen. Man kan derfor gjøre opphengningens karak-teristik svakere i aksial retning for å justere den aksiale stivhet slik at den blir tilnærmet lik den radiale stivhet. Ak-sialstivheten kan derved svekkes f.eks. ved utforming av utsparinger i et kardanelements gods, enten midt foran et med rotordelen fast forenet bøyeledd eller også midt foran en med drivakselen fast forenet bøyeledd. Utsparingen 463a og 463b (fig. 16) svekker det ene kardanelements aksiale stivhet. Disse utsparinger er gjort fra emnets første flatside og strekker seg parallelt gjennom emnet i retning mot de bøyeledd som danner de respektive halsdeler 404 og 4l6 (se fig. 14). På liknende måte er utsparinger 465a og 465b skåret fra emnets andre flatside som vist på fig. 18. Som det fremgår av fig. 18 strekker også disse utsparinger seg fra den andre flatside delvis gjennom emnet og ligger midt foran de bøyeledd som dannes av de respektive halsdeler 418 og 4l4. Utsparingene 463a og 463b og utsparingene 465a og 465b svekker opphengningskarakteristiken i aksial retning ved å minske stivheten for forbindelsene mellom den drivende del og den drevne del. Alternativt kan ander-ledes anbragte utsparinger kunne anordnes for å svekke stivheten ved disse forbindelser.

For å se tilbake på fig. 3 er liknende spalte-formede snitt dannet ved bundne utsparinger i kardanelementenes 18 og 20 U-formede deler for å svekke opphengningskarakteri-stikens ettergivenhet i aksial retning. En slik spalteformet utsparing utformes i midtområdet av den U-formede del midt foran hvert av bøyeleddene 48, 52, 64 og 68 for å svekke forbindelsen med den drivende del 12.

Utsparingens dimensjoner for oppnåelse av isoelastisitet kan beregnes etter velkjente regler og kan bestemmes empirisk for å justere universalleddets ettergivenhet i aksial retning slik at de blir lik ettergivenhet i radial retning.

Snittene for å tilveiebringe isoelastisitet kan utføres ved sponskjærende bearbeidelse f.eks. ved boring, fre-sing, eller elektroerosjon eller ved hjelp av laserteknikk.

På fig. 16 og 18 er antydet med strekede linjer en elektrode for utforming av fire radielle utsparinger 467a - 467d ved hjelp av elektroerosjon. Disse utsparinger skiller kardanelementene fra hverandre. På fig. 19 er vist en slik utsparing 467. Ved fremstilling av et universalledd med to kardanelementer kan fire slike utsparinger skjæres med samme innbyrdes vinkelfordeling om aksen 403 for å skille de to kardanelementer fra hverandre.

På fig. l6 og 18 er også antydet med strekede linjer de fire utsparingers 467a - 467d dybde. Hvis ønskelig kan elektrodens form være slik at da lar det stå igjen en brodel eller stolpe som vist med strekede linjer på fig. 16 og tydeligere på fig. 19. En smal spalte 469 skjæres deretter gjennom hver av disse brodeler eller stolper for å danne de to deler 466 og

468 som står igjen på hvert sitt kardanelement. Disse to radiale utsparinger 467 som lar det stå igjen en brodel eller stolpe og den smale spalte 469 som deler brodelen i to deler gjen-tas med 90°<*>s vinkelforskyvning om aksen 403 for å avslutte utformingen av de to kardanelementer 470 og 472. De eventuelt forekommende balansejusteringsskruer er ikke vist på fig. 16 og 18.

Som resultat av de her beskrevne operasjonstrinn ifølge oppfinnelsen vil det ene kardanelement 470 som her ut-gjøres av en fullstendig kardanring være elastisk forbundet med den drivende del 474 via to bøyeledd med kolineære, d.v.s. felles leddakser samt med rotoren, d.v.s. den drevne del 476 via to andre bøyeledd som også har felles leddakser. På liknende måte er kardanelementet 472 elastisk forbundet med den drivende del 474 via to bøyeledd med felles leddakse samt med rotordelen 476 via to bøyeledd som også har felles leddakse. Bøyeleddene er vist på fig. l6 og 18 med strekede linjer.

Hver av de hittil beskrevne utførelsesformer av universalleddet ifølge oppfinnelsen har bøyeledd med lengdeakser hovedsakelig parallelt med rotasjonsaksen for den drivende del når universalleddets rotordel inntar null- eller midt-stilling. Det skal dog bemerkes at det også faller innenfor oppfinnelsens ramme å anbringe sentrallinjene for hvert par parallelle hull som mellom seg danner et halsformet bøyeledd på sådan måte at dets sentrallinjer ligger i forskjellig stilling i aksial ret-ning. Da ligger sentrallinjene i et felles plan som inneholder den drivende dels rotasjonsakse. Hvis sentrallinjene for hvert par hull som mellom seg danner et bøyeledd ligger i forskjellig stilling i aksial retning vil leddaksene for samtlige bøyeledd fortsatt ligge i et og samme plan vinkelrett på den drivende dels rotasjonsakse. Hvert bøyeledds halsdel har da en lengdeakse som ligger i et plan tilnærmet vinkelrett på den drivende dels rotasjonsakse når universalleddet intar null- eller midt-stilling. Denne fjerde utforming av universalleddet ifølge oppfinnelsen kan fremstilles med tillempet samme fremgangsmåte som beskrevet i forbindelse med fig. 16-19.

På fig. 20 er vist et bruddstykke av et universalledd 500 hvor hvert bøyeledd har en lengdeakse i et plan vinkelrett på den drivende dels rotasjonsakse og den drevne dels rotasjonsakse. Bare ett bøyeledd er vist på fig. 20 men hvilke som helst av de tre i det foregående beskrevne utførel-sesformer og likesom også andre utførelsesformer ifølge oppfinnelsen kan fremstilles med fjærende bøyeledd med samme orientering i forhold til spinnaksen som bøyeleddet på fig. 20.

Ifølge fig. 20 har universalleddet 500 en sentral akse eller rotasjonsakse 503 som svarer til aksen 15 på

fig. 1. Det viste bøyeledd 504 har en leddakse 505 og en lengdeakse 507 som begge ligger i ett plan tilnærmet vinkelrett på aksene 501 og 503 når bøyeleddet 504 inntar null- eller midt-stilling, d.v.s. i ubøyd fciliiand. Bøyeleddet 50k dannes ved at man borer eller på annen måte utformer et par åpninger eller hull 508 og 510. Hullenes 508 og 510 sentrallinjer er 509 og 511 ligger i samme avstand fra leddaksen 505 og er parallelle med denne. Bøyeleddet 504 har en tverrakse 513 som er parallell med aksene 501 og 503 når universalleddets.500 rotordel inntar sin null- eller midt-stilling. Lengdeaksene for et universalledd hvor samtlige bøyeledd i forhold til de drivende og de drevne delers rotasjonsakser er orientert på den måte som er vist på fig. 20, ligger i ett og samme plan. Således skulle samtlige lengdeakser ligge i et plan vinkelrett på disse rotasjonsakser hvis man antar at sentrallinjene for de hullpar som mellom seg danner bøyeledd alle ligger i et par parallelle tverrplan.

Claims

1. Kardansk fjæropphengningsledd for opphengning av en gyroskoprotor, med en roterbar drivende del, en drevet del med minst to mellomkoplede kardanringer, og minst åtte fjærelementer, hvor hver mellomkoplet kardanring via minst et første f jaerelement er forbundet med den drivende del, og via minst et ytterligere, i forhold til det første f jaerelement forskutt f jaerelement er forbundet med den drevne del, slik at to fjærelementer er anordnet radialt etterhverandre og har en felles leddakse, karakterisert ved at kardanfjærleddet er fremstilt av ett emne, i hvilket to parallelt forløpende radiale boringer (30,36) som leddsteg danner radialt etterhverandre liggende fjærelementer (24,44,48,52,56,60,64,68), og den drevne del (14), den drivende del (12) og kardanringene (18,20) er dannet ved aksiale og radiale slisser og utsparinger, slik at leddstegene inntar samme vinkel med den drivende dels rotasjonsakse (13).

2. Ledd ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte vinkels størrelse er null, slik at de normalt sammenfallende rotasjonsakser (13,15) ligger i alle leddplan (25,45,57,61).

3. Ledd ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte vinkels størrelse er 90°, slik at de normalt sammenfallende rotasjonsakser (13,15) danner en vinkel på 90° med alle leddplan (25*45,57,61).

4. Ledd ifølge krav 1,2 eller 3, karakterisert ved at kardanringene (206,208,210) via dobbeltfjær-forbindelser ( 224 , 228 , 23'2 ; 212 , 216 , 220 ) er forbundet med den drivende del (202) og med den drevne del (204).

5. Fremgangsmåte til fremstilling av et kardanfjær-ledd ifølge et- av kravene 1-4, hvor det for hvert fjærledd som skal dannes, bores to ved siden av hverandre parallelle huller i et emne, atskilt fra hverandre ved et leddsteg som danner et fjærledd hvis leddakse forløper parallell med de to huller på stedet for minst tykkelse av fjærleddet, og hvor det er utformet slisser og utsparinger som forbinder hullene med hverandre på sådan måte at sliss-hull-forbindelsen skiller kardanringene fra hverandre, hvilke slisser er dannet ved gnistutlad ning, karakterisert ved at et sylindrisk metallemne bearbeides på sådan måte at den drivende del, den drevne del og kardanringene ved aksiale snitt utformes som at-skilte legemer, og de radialt etterhverandre liggende fjærelementer utformes som leddsteg med samme vinkel til den drivende dels rotasjonsakse.