Wynalazek niniejszy dotyczy lozysk, zwlaszcza do urzadzen giroskopowyeh i innych urzadzen o wielkiej czulosci.Przedmiot wynalazku niniejszego sta¬ nowi udoskonalenie lozysk przyrzadów gi¬ roskopowyeh stosowanych na platowcach, przy czym dotyczy zarówno lozysk narza¬ dów prowadniczych giroskopu, jak i lozysk wirnika giroskopu, i ma na celu zmniej¬ szenie tarcia oraz zuzywania sie tych lo¬ zysk.Jednym z celów wynalazku niniejszego jest usuniecie stosowania w tego rodzaju przyrzadach lozysk kulkowych, które z koniecznosci wykonywa sie ze stali, po¬ niewaz stalowe czopy przegubowe, lozyska kulkowe i walki wirnikowe powoduja od¬ chylenia kompasów magnetycznych, jezeli kompas taki zostanie umieszczony w po¬ blizu wzmiankowanych czesci stalowych.Ponadto wynalazek ma na celu zasto¬ sowanie w calym urzadzeniu giroskopowym wylacznie materialów niemagnetycznych, posiadaj acych j ednakowe wspólczynniki rozszerzalnosci cieplnej, w celu unikniecia niejednakowego rozszerzania sie poszcze¬ gólnych czesci urzadzenia w razie wiek¬ szych wahan temperatury, wskutek czego unika sie zarówno zakleszczania sie lo¬ zysk, jak i zaburzen w dzialaniu przyrza¬ dów magnetycznych.Przedmiot wynalazku niniejszego sta¬ nowi urzadzenie giroskopowe, np. giro- skop kierunkowy lub horyzont sztuczny, posiadajace wirnik oraz podtrzymujaca go rame, pierscien, w którym osadzona jestrama wirnika, oraz oslone zewnetrzna, przy czym urzadzenie to zawiera lozyska, umieszczone pomiedzy * rajna wirnika i pierscieniem, lozyska, umieszczone pomie¬ dzy wymienionym pierscieniem i oslona zewnetrzna, oraz narzady umozliwiajace doprowadzanie powietrza pod cisnieniem pomiedzy wspóldzialajace ze soba po¬ wierzchnie lozyskowe przy jednoczesnie nieprzerwanym odplywie powietrza na ze¬ wnatrz. Wynalazek obejmuje równiez lo¬ zyska do czulych urzadzen posiadajacych swobode ruchów tylko wzgledem jednej o- si i wyposazonych w narzad o ksztalcie miski oraz odpowiadajacy mu narzad ó powierzchni wypuklej, której promien krzywizny jest równy promieniowi krzy¬ wizny narzadu miskowatego lub tez do¬ brany tak, iz pomiedzy powierzchniami tych narzadów pozostaje minimalny luz umozliwiajacy uchodzenie powietrza spo¬ miedzy tych powierzchni na zewnatrz.Rysunek uwidocznia kilka postaci, któ¬ re moze posiadac przedmiot wynalazku ni¬ niejszego, przy czym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy giroskopu kierunkowe¬ go, fig. 2 — jego przekrój poziomy, fig. 3 — giroskop w widoku z przodu; fig. 4 — w zwiekszonej skali szczegól jednego z lo¬ zysk, umieszczonych pomiedzy pierscie¬ niem pionowym i rama wirnika; fig. 5 — przekrój w przyblizeniu wzdluz linii 5 -— 5 na fig. 4; fig. 6 — widok z boku odmien¬ nie wykonanego giroskopu kierunkowego wyposazonego w urzadzenie do nastawia¬ nia i ryglowania go, fig. 7 — szczegól na¬ rzadu ryglujacego, umieszczonego na pier¬ scieniu; fig. 8 — przekrój poziomy innej postaci wykonania wirnika; fig. 9 — prze¬ krój poziomy nastepnej odmiany lozyska wirnika, fig. 10 — przekrój srednicowy wirnika wedlug fig. 8 lub wedlug fig. 9, fig. 11 — przekrój poziomy giroskopu pio¬ nowego, czyli horyzontu sztucznego, a fig. 12 — przekrój pionowy tegoz giroskopu.Do poruszania przyrzadów giroskopo- wych najlepiej jest stosowac cisnienie po¬ wietrza mniejsze od cisnienia atmosfe¬ rycznego, chociaz mozna równiez stoso¬ wac powietrze sprezone.Jak przedstawiono na rysunku, giro¬ skop kierunkowy wedlug fig. 1 — 6 jest umieszczony w szczelnej oslonie 1, z której powietrze jest usuwane rura 2 za pomoca dowolnego urzadzenia.Giroskop kierunkowy umieszczony we¬ wnatrz tej oslony posiada pierscien piono¬ wy 3 osadzony obrotowo dookola osi pio¬ nowej w lozyskach 4 i 5 umieszczonych w oslonie /. Kazde z tych lozysk posiada ku¬ liste powierzchnie lozyskowe, których srodki krzywizny nie powinny pokrywac sie ze srodkiem 0 oslony wzglednie srodkiem przyrzadu, poniewaz w odwrotnym przy¬ padku caly przyrzad móglby obrócic sie o 180°.Jak przedstawiono na rysunku, jedna powierzchnie robocza kazdego z tych lo¬ zysk tworzy wklesla powierzchnia klocka 6, osadzonego w otworze, wykonanym w górnej wzglednie dolnej sciance oslony 1.Kazdy z klocków 6 jest zaopatrzony w ka¬ nal 7, którym powietrze jest doprowadza¬ ne z zewnatrz do przyrzadu, poprzez siatke 8. Oslona moze byc równiez zaopa¬ trzona w pokrywe 9 zapobiegajaca przedo¬ stawaniu sie do przyrzadu cial obcych.Druga czesc lozyska stanowi narzad w po¬ staci guza 10 zaopatrzonego w nózke cy¬ lindryczna 11 osadzona w srodkowym otworze 12 pierscienia pionowego.Wzmiankowany guz posiada kanal srodkowy 13, zwykle przypadajacy na osi kanalu 7 klocka 6, i laczy sie kanalikiem 14 z rowkiem pierscieniowym 15 wykona¬ nym na obwodzie nózki guza, rowek 15 zas jest polaczony z kanalami 16, 16* wy¬ konanymi w pierscieniu pionowym.Gniazdu klocka 6 i powierzchni guza najlepiej jest nadac ksztalt taki, aby odle¬ glosc miedzy tymi dwiema powierzchniami byla mniejsza w poblizu krawedzi niz po- - Z -srodku dna gniazda, w celu zapobiezenia zbyt swobodnemu uchodzeniu powietrza na zewnatrz i utworzenia dosc grubej war¬ stwy powietrza w miejscu najwiekszego obciazenia lozyska. Jezeli wzmiankowane gniazdo i guz posiadaja zasadniczo ksztalt pólkulisty, wynik powyzszy mozna osia¬ gnac przez nadanie obydwom powierzch¬ niom roboczym lozyska scisle tego samego promienia krzywizny. Jezeli jednak zarów¬ no gniazdo, jak i guz sa bardziej plaskie (fig. 9), to promien krzywizny powierzchni gniazda obiera sie nieco mniejszy od pro¬ mienia krzywizny guza, W celu wytwo¬ rzenia dodatkowych sil, odpychajacych od siebie powierzchnie lozyskowe i centruja¬ cych lozysko, mozna zastosowac kanaliki dodatkowe 17 i 18 wykonane w klocku 6 w kierunku promienia powierzchni lozys¬ kowej.Powietrze, wplywajace do kanalów 16, 16' oraz odpowiadajacych im kanalów 20, 2(f, doplywa nastepnie do wnetrza lozysk poziomych 21, 21*, utworzonych z wydra¬ zonych guzów 22, przymocowanych do wewnetrznej powierzchni pierscienia pio¬ nowego, np. za pomoca srubki 23. Kanaly pierscieniowe 24, 27, wykonane w kazdym z tych guzów, lacza sie z kanalami, wyko¬ nanymi w pierscieniu pionowym, i prowa¬ dza powietrze do kanalików promienio¬ wych 25, 25', w celu utworzenia warstew¬ ki powietrza pomiedzy powierzchniami ro¬ boczymi lozyska, oraz do kanalików do¬ datkowych 26, 26'.Znaczna czesc powietrza wychodzace¬ go z kanalika 27 wplywa do kanalika 28 gniazda lozyska 21; czesc zas tego powie¬ trza przeplywa do rowka pierscieniowego 29 polaczonego z kanalami 30 wykonanymi w ramie 31 wirnika. Ze wzmiankowanych kanalów powietrze doplywa do rowków pierscieniowych 32 wykonanych w nózkach guzów 33 tworzacych lozyska wirnika, po czym powietrze plynie kanalami srodko¬ wymi 34 tych guzów do przestrzeni pomie¬ dzy powierzchnia guza 33 i wklesla po¬ wierzchnia gniazda 35 wydrazonego po¬ srodku powierzchni bocznej wirnika.Dysze 36, 36' sluzace do napedzania wirnika stanowia odgalezienia kanalików 28 i kieruja powietrze w kierunku stycznej do wydrazen 37 wykonanych w powierzchni obwodowej wirnika 38. Poniewaz dysze 36, 36' stanowia czesc ramy wirnika, wiec wir¬ nik posiada calkowita swobode ruchu do¬ okola jego osi poziomej, przy czym zmiana polozenia platowca nie wywiera wplywu na normalne dzialanie giroskopu.Jest rzecza wazna, aby urzadzenie bylo wyposazone w narzady powodujace stale powracanie osi obrotu wirnika giroskopu w polozenie pierwotne, to jest, mówiac bar¬ dziej scisle, os obrotu wirnika powinna byc stale prostopadla do dwóch pozostalych osi swobody ruchów, to jest do osi poziomej lozysk 22 i osi pionowej 10.Mechanizm do wyrównywania osi obro¬ tu wirnika giroskopu, opisany ponizej, po¬ woduje mniejsze odchylenie azymutowe od istniejacego w obecnie znanych postaciach giroskopu kierunkowego, poniewaz moment sil, wywolujacy wyrównywanie sie osi ob¬ rotu wirnika giroskopu, jest zawsze prosto¬ padly do osi lozysk 22, a lozyska giroskopu pozbawione tarcia nie powoduja równiez malego zwykle, lecz ujawniajacego sie jed¬ nak odchylenia wzgledem osi, na która od¬ dzialywa moment sil wywolujacy tak zwa¬ ny ruch precesyjny.Wedlug wynalazku wyrównywanie osi wirnika uskutecznia sie za pomoca nacisku powietrza.Na rysunku (fig. 1 i 5) uwidocznione sa dwa male kanaliki 39 i 39' skierowane we wzajemnie odwrotnych kierunkach i wyko¬ nane w guzach 22. Obydwa te kanaliki sa zasloniete czesciowo krawedziami poziomy¬ mi 40 gniazda 21, gdy wirnik giroskopu zaj¬ muje polozenie poziome. Jezeli jednak gi- roskop przechyla sie wzgledem osi pozio¬ mej guzów 22t to jeden ze wzmiankowanych — ' 3 -rkanalików zostaje zasloniety w wiekszym stopniu niz drugi lub nawet zostaje calko¬ wicie zasloniety albo odsloniety, wskutek czego wytwarza sie moment obrotowy dzia¬ lajacy w plaszczyznie prostopadlej do osi pionowej i wywolujacy precesje giroskopu wzgledem jego osi poziomej w celu przy¬ wrócenia giroskopowi jego polozenia pozio¬ mego. Krawedzie 40 gniazda 21 zostana ob¬ rócone wtedy o 180^ i dzialaja w odwrot¬ nym do poprzedniego kierunku, lecz równo¬ czesnie kierunek obrotu giroskopu równiez zostaje odwrócony (rozpatrywany pod tym samym katem widzenia), wobec czego sily wyrównywajace beda dzialaly we wla¬ sciwych kierunkach.Do pierscienia pionowego przymocowa¬ na jest podzialka 42 zaopatrzona w szereg kolejnych z góry obranych cyfr rozmie¬ szczonych w odpowiednich odstepach i u- mozliwiajacych dokladna zmiane kierunku lotu lub utrzymywanie jego poprzedniego kierunku. Tapostac urzadzenia wedlug wy¬ nalazku nie jest wiec wyposazona w zadne dodatkowe narzady do nastawiania giro¬ skopu.Wynalazek daje sie jednak równie do¬ brze zastosowac w giroskopie kierunko¬ wym, który moze byc nastawiany za po¬ moca kompasu, jak to uwidoczniono na fig. 6. W tej postaci wykonania wynalazku podzialka 42* jest wyposazona w liczby odpowiadajace granicom QP — 360°, przy czym przyrzad jest zaopatrzony w raczke 43 sluzaca do nastawiania kata azymutu i ryglowania przyrzadu w polozeniu piono¬ wym.Poniewaz mechanizm sluzacy do wy¬ równywania polozenia osi wirnika girosko¬ pu dziala niezaleznie od tego, czy giroskop znajduje sie w polozeniu uwidocznionym na fig. 6, czy tez w polozeniu odwróconym, wiec mechanizm do ryglowania uwidocznio¬ ny na rysunku moze byc nastawiany z oby¬ dwóch stron giroskopu. W tym celu tarcza kciukowa 44 zespolona z rama 31 wirnika jest wyposazona u góry i u dolu w plaskie powierzchnie 45 i 46. Do kazdej z tych po¬ wierzchni moze byc docisniety narzad ry¬ glujacy 47, zaleznie od tego, która z tych powierzchni jest zwrócona ku dolowi (fig. 7).Zamiast napedzania wirnika giroskopu bezposrednio dzialaniem nan strumieni po¬ wietrza mozna go napedzac przy pomocy sil odrzutowych (reakcji) powstajacych w razie uchodzenia strumieni powietrza z wir¬ nika w kierunku stycznej do jego obwodu.Odmiana taka jest uwidoczniona na fig. 8.W odmianie tej powietrze jest doprowa¬ dzane kanalikiem srodkowym 24 guza '33' do kanalu osiowego 48 wirnika 38*. Kanal osiowy 48 jest polaczony z wieksza liczba kanalików promieniowych lub srednicowych 49, 50. Kanaliki srednicowe sa zamkniete na powierzchni wirnika i przylaczone do kanalików 51 skierowanych w przyblizeniu w kierunku stycznej do obwodu wirnika, przy czym wyplyw powietrza w kierunku stycznej powoduje obracanie sie wirnika wskutek dzialania sil odrzutowych (reak¬ cji).Jest rzecza oczywista, ze srodki krzy¬ wizn powierzchni lozyskowych moga sie znajdowac wewnatrz lub na zewnatrz giro¬ skopu. Na przyklad w giroskopie wedlug fig. 1 srodki krzywizn lozysk pionowych znajduja sie pomiedzy tymi dwoma lozy¬ skami, chociaz nie posrodku miedzy nimi, podczas gdy srodki krzywizn lozysk pozio¬ mych znajduja sie poza obrebem przyrza¬ du. To samo dotyczy równiez lozysk wirni¬ ka uwidocznionych na fig. 2 i 8. Fig. 9 wy- jasnia, w jaki sposób lozyska wirnika moz¬ na wykonac tak, aby ich srodki krzywizny znajdowaly sie miedzy lozyskami. W tym przypadku srodkowe czesci boków wirnika sa wydrazone tak, iz tworza sie powierzch¬ nie wypukle 52 i 52* w kazdym boku wir¬ nika, a wspóldzialajace z nimi czesci lo¬ zysk gniazda 53 i 53* sa wyposazone we wklesle powierzchnie lozyskowe/ - 4 —Wszystkie czesci metalowe przyrzadu moga byc wykonane wedlug wynalazku z tego samego metalu, np. stopu glinu lub mosiadzu, poniewaz przyrzad nie zawiera lozysk kulkowych wykonanych ze stali. W ten sposób unika sie po pierwsze niedogod¬ nosci powodowanych niejednakowa rozsze¬ rzalnoscia róznych metali, po drugie zas — odchylen strzalki magnesowej kompasu po¬ wodowanych magnesowaniem sie stalowych kulek lozyskowych,. Zmniejszenie tarcia u- mozliwia równiez uzycie lzejszego wirni¬ ka, co daje równiez lepsze wyniki niz ciez¬ kie wirniki niezbedne do przezwyciezania tarcia w lozyskach kulkowych stosowanych dotychczas giroskopów.Fig, lii 12 przedstawiaja zastosowanie tychze zasad w budowie horyzontu sztucz¬ nego. W tym przypadku pierscien pozio¬ my 60 jest umieszczony w oslonie ze¬ wnetrznej 61, przy czym na pierscieniu tym osadzone sa guzy 63, stanowiace czesci lo¬ zysk poziomych 62, 62* i wspóldzialajace z gniazdami 64 przymocowanymi do oslo¬ ny; kazde z tych lozysk jest zaopatrzone w kanaliki, doprowadzajace powietrze do lozysk, oraz kanaly srodkowe 65 dopro¬ wadzajace powietrze do kanalów 66 wy¬ konanych w pierscieniu 60. Kanaly 66 pro¬ wadza powietrze do lozysk poziomych 67, 67', w których osadzona jest rama 68 wir¬ nika giroskopu. Kazde z tych przedsta¬ wionych na rysunku lozysk jest podobne do lozysk poziomych 21, 21* uwidocznio¬ nych na fig. 1, przy czym oba lozyska sa zasilane powietrzem, a co najmniej jedno z nich dostarcza powietrza do kanalika 69, wykonanego w ramie wirnika, w celu na¬ pedzania wirnika za pomoca dysz po¬ wietrznych 70, oraz doprowadza powie¬ trze do górnego i dolnego lozyska 71, 72 wirnika 73. Ostatnio wymieniona czynnosc umozliwia kanalik 75, odchodzacy od ka¬ nalika 69 ramy wirnika ku dolowi, a na¬ stepnie biegnacy wzdluz dna oslony ku ka¬ nalikom 76, wykonanym w guzie 77 lozy¬ ska 72, w którym wirnik obraca sie dooko- ¦ la osi pionowej. Kanal srodkowy 76 laczy sie z kanalem 78 przechodzacym przez srodek wirnika i doprowadzajacym powie¬ trze do guza 77' górnego lozyska wirnika.Równiez jest rzecza korzystna wyposaze¬ nie guza 77 dolnego lozyska wirnika w kol¬ nierz 90 o plaskiej powierzchni górnej, na której opiera sie dolna powierzchnia wir¬ nika 73 wtedy, gdy powietrze nie jest do¬ prowadzane do przyrzadu. Podczas obra¬ cania sie wirnika powietrze, wydostajace sie na zewnatrz spomiedzy guza 77 i gniazda 72, plynie pomiedzy wzmiankowanym kolnierzem i wirnikiem i bierze udzial w podtrzymywaniu wirnika za pomoca utwo¬ rzonej w ten sposób warstewki powietrza.W giroskopie wedlug wynalazku wszyst¬ kie lozyska sa duze w porównaniu z lozy¬ skami zwyklymi lub kulkowymi, co ma na celu osiagniecie tak malego nacisku na jednostke powierzchni roboczej lozyska, aby do nalezytego dzialania lozyska trzeba bylo stosowac powietrze o wzglednie ma¬ lym cisnieniu.Nalezy równiez przyjac pod uwage, ze w lozyskach poziomych, uwidocznionych na fig. 12, zaden kanalik nie prowadzi do dol¬ nej polowy lozyska zaopatrzonego tylko w kanaliki 90, 90', poniewaz nacisk zasad¬ niczy na lozysko jest skierowany w dól, wobec czego przeciwdzialanie powietrza powinno byc skierowane do góry.Po wywarciu nacisku na wirnik powie¬ trze odplywa z dysz powietrznych oraz spomiedzy powierzchni lozyskowych w dól przez otwory 80 do pustego wewnatrz wy¬ stepu 81 zaopatrzonego w cztery rozmie¬ szczone naprzeciw siebie otwory, z których dwa (82) oraz jeden otwór drugiej pary (83) sa uwidocznione na fig. 12. Przy kaz¬ dym otworze zawieszona jest wahliwa za¬ slona 84 sluzaca do wyrównywania polo¬ zenia giroskopu.Pret 85 horyzontu sztucznego jest umo¬ cowany przegubowo na pierscieniu 60 w — 5 —miejscu 86 i jest polaczony z oslona giro* skopu w zwykly sposób za pomoca czo¬ pa 87* Powietrze, którym zasilane jest lozy¬ sko 62', jest doprowadzane do kanalu 7 kanalem 88 polaczonym z powietrzem ota¬ czajacym.Jest rzecza jasna, ze w opisanym po¬ wyzej urzadzeniu moga byc dokonane licz¬ ne zmiany bez oddalania sie od mysli prze¬ wodniej wynalazku. PL