SE459285B - Gyroanordning med flexibel upphaengning - Google Patents

Description

459-285 10 15 20 25 30 35 2 genom hjulâtergängsbanan och avkänningspolerna 7a. Detta kan medföra en nollförändring i avkänningen liksom ett hysteres- fel.

Redogörelse för uppfinningen vid den föreliggande uppfinningen inrymmer sväng- hjulet dubbla, radiellt orienterade parallella och pâ avstånd från varandra anordnade magnetenheter, vilket resulterar i en större flödestäthet inuti arbetsgapet och mindre indirekt flöde. De formgivna magneterna ökar även flödestätheten inom arbetsgapet. Genom att använda en dubbel momentmagnet utgör det uppenbara gapet mellan en momentspole och var och en av dess motsvarande magneter hälften av det totala gapet och det indirekta flödesmönstret är symmetriskt kring momentspolens centrum. Tack vare denna symmetri reduceras hysteresmomenten på grund av de föroreningspartiklar som magnetiserats av spol- strömmen och samverkar med magnetfältet. Detta grundas på den möjligheten att de magnetiska partiklarna kommer att vara symmetriskt fördelade och attraheringen mot den inre magneten kommer att vara motriktad attraheringen mot den yttre magne- ten. Tack vare det mindre indirekta flödet föreligger ej heller något behov av en magnetisk skärmning och svänghjuls- ändarna kan vara öppna och i huvudsak täcka momentspolen så att solenoidkraften kan bli väsentligt reducerad.

Svänghjulet är omvänt, vilket fullständigt isolerar och avskärmar påverkan från momentspolarna. Detta undanröjer helt och hållet denna källa för hysteresfel och gyrokännande instabiliteter.

Genom att utnyttja en dubbelmagnet och ett öppet svänghjul blir dessutom frigângen mellan momentspolen och svänghjulet stor till skillnad från vad som råder i magnet- området. Eftersom magneterna ligger tätt intill det axiella centrumet reduceras de moment som utgör ett resultat av sväng- hjulets vippning.

Föredragen utföringsform Ovan angivna ändamål med och fördelar hos den före- liggande uppfinningen kommer att framgå mer i detalj av den följande beskrivningen, som ges i samband med bifogade rit- ningar, där 10 15 20 25 30 35 459 285 3 fig. 1 visar en delvy i snitt genom momentgivardelen av ett förut känt fjädrande upphängt gyro. fig. 2 visar ett snitt genom gyrot enligt den före- liggande uppfinningen och fig. 3 visar som planvy en del av en momentspoleenhet såsom den är utförd vid den föreliggande uppfinningen.

Den kända anordningen enligt fig. 1 har redan disku- terats ovan under rubriken teknikens ståndpunkt.

Såsom framgår av fig. 2 består gyrot enligt uppfin- ningen av ett svänghjul 10 som är tillverkat av ett hög- permeabelt magnetmaterial och som understödjer och omger tvâ radiellt anordnade ringformade momentmagneter 21, 22 samt har en avkänningsplatta 31. Svänghjulet 10 är anordnat på en kardanupphängningsenhet 11, som är förbunden med en lagrings- axel 12 vilken roterar mellan ett par lager 13 monterade i kåpan 14. En statorenhet 15 driver upp svänghjulet till en reglerad hastighet via rotorn 40. Fyra avkänningspoler med 900 mellanrum, varav två (16, 17) visas, avkänner vinkelvipp- ningen. Det föreligger fyra momentspolar med 900 mellanrum, varav tre (18, 19, 20) är âtergivna, och som då de aktiveras med ström ger ett reglerat moment för att hålla avkännings- polerna i linje med varandra.

Varje momentspole (18, 19, 20) är pâlimmad en indi- viduell ringdel 23, vid avsnitten 24, 25 och är med fördel skâlformig för erhållande av en likformig enhet. De individu- ella spolenheterna 25a är monterade på en platta 26, som i sin tur är monterade på en stödring 27 vid avsnittet 28.

Dessa delar 23, 26, 27 är tillverkade av omagnetiskt material med stor termisk ledningsförmåga såsom koppar. Ett litet mellanrum föreligger mellan ringen 27 och kåpan 14. Avsnittet 28 är i huvudsak planparallellt med de dubbla ringmagneternas 21, 22 axiella centrum.

Gyrot är avtätat med förslutningarna 29, 30. Dessa förslutningar och kåpan 14 är med fördel tillverkade av ett högpermeabelt magnetiskt material.

Momentmagneterna 21, 22 är företrädesvis utformade att ge maximal flödestäthet inuti arbetsgapet mellan moment- spolarna och deras motsvarande magneter. Ringarna 32, 33, 34, 459 285 10 15 20 25 30 35 4 35 är magnetiskt termiskt känsliga och kompenserar flödestät- hetens fall hos magneterna vid temperaturhöjning.

Svänghjulets 10 avsnitt 36, 37 sträcker sig väl utan- för magneterna för att uppfânga flödesomrádet från magneterna och även för att väsentligt reducera "solenoidkraften".

Momentspohaïmeten25a uppvisar fyra individuella och löstagbara segment i jämförelse med en i ett stycke utformad gjuten cylindrisk enhet vid tidigare använda förfaranden.

Detta medger impedansanpassning, inställningsreglering och val för uppnående av optimal karakteristik.

Hjul- och momentanordningarna är inneslutna av ringen 27 och plattan 26 vilket reducerar de termiska påkänningar som uppträder vid snabb uppvärmnin g och stora momenthastig- heter.

Ringen 27 är anbringad på kåpan i ett plan som genom- skär momentmagnetens centrum. Detta säkerställer att moment- spolens position ej förändras pâ grund av temperaturen om stödringen tillverkas av koppar, detsamma som spolen.

Det finns olika variationer som kan utföras och som inbegriper vissa delar av de beskrivna egenskaperna. Exempel- vis kan i ett lâgprisutförande, där funktionen ej är så vik- tig, ett inverterhjul med en enda magnet användas. utförande som detta kan avkänningsplattan undvaras hjulets yta användas som returledare.

Vid ett och moment- Ett utförande med en dubbelmagnet är även möjlig med momentenheten och avkänningsenheten på samma sida. Likaledes kan momentanordningen tillverkas utan de fyra separata segmen- ten och i stället vara monterad på en gemensam ring.

Fördelarna med den föreliggande uppfinningen ställda i relation till känd teknik kan summeras på följande sätt: Svänghjulet innesluter dubbla, parallella ringmagneter 21, andra, radiellt orienterade 22 belägna på avstånd från var- vilket resulterar i en större flödestäthet i arbets- gapet och ett mindre flödesområde. De formgivna magneterna höjer även flödestätheten i arbetsgapet.

Genom användning av en dubbelmagnet utgör det förekom- mande gapet mot varje magnet halva det totala gapet och flödes- områdets form är symmetriskt kring spolens centrum, i fig. 2 vid hänvisningsbeteckningen 38. såsom visas Tack vare denna 10 15 20 459 285 5 symmetri reduceras de på grund av att föroreningspartiklar magnetiseras av spolströmmen, som samverkar med magnetfältet, uppkomna hysteresmomenten. Detta grundas på möjligheten att de magnetiska partiklarna kommer att vara symmetriskt förde- lade och attraheringen mot den inre magneten kommer att vara motriktad attraheringen mot den yttre magneten. Tack vare det mindre flödesområdet föreligger ej heller något behov av en magnetisk skärm och svänghjulets ändar kan vara öppna och huvudsakligen täcka momentspolen så att solenoidkraften kan reduceras väsentligt.

Svänghjulet är inverterat vilket fullständigt isolerar och avskärmar avkänningen från momentspolarna. Detta undanröjer helt denna källa till hysteresfel och gyrohämmande instabilitet.

Genom utnyttjande av en dubbelmagnet och ett öppet svänghjul blir även mellanrummet mellan momentspolen och sväng- hjulet stort på ett annat sätt än i det magnetiska området.

Eftersom magneterna ligger nära det axiella centrumet reduce- ras de moment som uppkommer på grund av svänghjuletsvippning.

Det bör inses att uppfinningen icke är begränsad till exakt de konstruktionsdetaljer som visats och beskrivits, utan att uppenbara modifieringar lätt kan genomföras av en fackman på omrâdet.

Claims (4)

459 285 -5 10 15 zo 25 30 PATENTKRAV

1. Gyroanordning med flexibel upphängníng och omfattande en kåpa (14) som innefattar en stator- och rotorenhet (15, 40) och ett par lager (13) för en lagringsaxel (12) som är för- bunden med en kardanupphängningsenhet (11), varvid ett sväng- (14) och koaxi- ellt lagrat medelst kardanupphängningsenheten (11), vilket svänghjul (10) dels omger ett antal momentspolar (18-20) som är symmetriskt anordnade inuti svänghjulet och bildar en 'ringformig spolenhet som är koaxiell med lagringsaxeln (12), dels uppbär ett antal parvisa momentmagneter (21, .hjul (10) med öppen ände är anordnat i kåpan 22) vilka inom varje par ligger på ett avstånd från varandra och paral- lellt med varandra i radiell riktning så att två ringformiga koaxiella momentmagnetenheter bildas, varvid varje moment- magnetpar (21, 22) är ekvídistant till respektive moment- spole (18-20) och momentspolarna är monterade på kåpan (14) medelst monteringsorgan (23-27) för att icke vara axiellt förskjutbara relativt svänghjulet (10) och m omentmagneterna (21, 22) på grund av temperaturförändringar, vilken gyro- anordning äveh uppvisar avkänningsorgan innefattande ett flertal avkänningspoler (16, 17) för att avkänna gyroanord- ningens vinkelvippning; k ä n n e t e c k n a d av att svänghjulet (10) har en sluten ände i omedelbar närhet av avkänningsorganen, vilken slutna ände ligger mellan avkän- 17) och momentspolarna (18-20) så att mo- mentspolarna isoleras från avkänningsorganen, ningsorganen (16, att monterings- organen (23-27) innefattar en ring (27) och en platta (26) av ett material som minimerar de termiska gradienter som uppkommer vid snabb gyrouppvärmning och mnmenthastighet, momentmagneterna (21, att 22) har en utpräglad form för maximering av flödestätheten i gapet mellan magneterna och respektive spole (18-20) och minimering av flödesområdet samt av att varje momentmagnet (21, 22) uppvisar ett par axiellt på av- stånd från varandra anordnade ringar (32-35) som är magne- tiskt termiskt känsliga för att kompensera magneternas flö- destäthetsfall vid ökande temperatur. ” 10 15 ZÜ 459 285

2. Gyroanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k- n a d av att svänghjulet (10) har ett par ringformiga av- snitt (36,37) som sträcker (21, 22) För att nedbringa sig utåt Förbi momentmagneterna momentspolarnas (18-20) solenoid- kraït och därmed nedbringa olinjära momentfel till ett mini- mum.

3. Gyroanordning enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k- n a d av att momentspolarna (18-20) utgörs avfyra individu- ella och frigörbara segment, varigenom impedansanpassning, inställningsreglering och val För optimal karakteristik möj- liggörs.

4. Byroanordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k- n a d av att plattan (26) och ringen (27) i momentspolarnas (18-20) monteringsorgan (23-27) tillsammans uppvisar ett L- format tvärsnitt, varvid plattan (26) är radiellt riktad samt ringen (27) är axiellt riktad och har ett Fäste (28) För montering på kåpan (14), vilket fäste (28) är anordnat i ett radiellt plan som väsentligen sträcker sig genom moment- magnetens centrum och därmed minimerar lägesändringar i axiell riktning för momentspolen (19) relativt momentmagnet- ernas (21, ZZ) centrum på grund av temperaturförändríngar.