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Kompass
Die Erfindung betrifft einen Kompass, dessen Magnet im Inneren eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers befestigt ist, der zur Gänze in eine Flüssigkeit eintaucht.
Es sind bereits hydrostatische Aufhängungen für Kompasse bekannt geworden. Diese verwenden jedoch Flüssigkeiten verschiedener spezifischer Gewichte und benötigen zur Zentrierung Führungen, Rollen, eine durchbrochene Platte oder Zentrierstifte oben und unten, oder feinen Spanndraht, so dass die Bewegung nicht frei ist. Zur Kompensation der Volumsänderungen der Flüssigkeiten dienen ferner Luftkammern, oder die Geräte sind oben offen, wodurch wiederum das mögliche Kippen sehr gering ist.
Demgegenüber besitzt beim erfindungsgemässen Kompass der Hohlkörper eine im wesentlichen kugelförmig Aussenfläche, und ist von einem Gehäuse umschlossen, dessen Innenfläche ebenfalls im wesentlichen kugelförmig ist und den Hohlkörper mit geringem Abstand umschliesst, wobei der gesamte Zwischenraum zwischen Hohlkörper und Gehäuse mit einer Flüssigkeit erfüllt und mit dem Innern des Hohlkörpers durch eine Bohrung verbunden ist. Weiters ist der Magnet innerhalb des Hohlkörpers unterhalb von dessen Mittelebene angeordnet und der Hohlkörper soweit mit Flüssigkeit gefüllt, dass er in der ihn umgebenden Flüssigkeit annähernd schwebt und hiebei infolge des exzentrisch gelagerten Magneten eine stabile Gleichgewichtslage einnimmt.
Die Eigenschaften und Vorteile dieser Anordnung können wie folgt ausgeführt werden :
1. Empfindlichkeit : Der Kompass nach der Erfindung mit einer einzigen Nadel von grosser Masse hat ein grosses magnetisches Moment. Die Drehpunktreibung der üblichen Kompasse ist bei dem Kompass nach der Erfindung beseitigt, da die Aufhängung der Nadel mit Hilfe einer Schicht einer frostsicheren Aufhängungsflüssigkeit erfolgt, die keine Dämpfungswirkung ausübt wie in den anderen Kompassen mit kippender Magnetnadelaufhängung.
2. Trägheit : Bei dem Kompass nach der Erfindung ist die Trägheit sehr hoch, und sie wird nicht nur durch die Widerstandswirkung der Flüssigkeitsreibung, sondern auch durch die mechanische Masse der Magnetnadel und der drehbaren Teilung vervollständigt. Diese Trägheit bewirkt eine beachtliche Ablesungsbeständigkeit, so dass der Kompass nach der Erfindung sich den plötzlichsten Neigungen oder Ver- änderungen anzupassen vermag.
3. Stabilität : Die schwimmende Aufhängung lässt ohne Rücksicht auf die magnetische Inklination die Senkrechte auf die Aufhängungsmitte stets durch die Schwerpunktmitte laufen. Die Anpassungsfähigkeit an alle Kipplagen entbindet von der Notwendigkeit einer Gehäuseaufhängung.
Die drei die Genauigkeit eines Magnetkompasses bedingenden Faktoren sind durch die hydrostatische Aufhängung gegenüber den üblichen Drehpunkt- und Kardanaufhängungen verwendenden Kompassen verbessert.
Die das den Magnetkompass bildende Ganze ergänzenden Teile sind folgende : Eine bewegliche, eine Skala bildende Teilung, die Magnetkugel genannt werden kann, aus einem leichten und lichtundurchlässigen Material mit hohler Bauweise, in die ein Magnet von grosser Masse eingesetzt ist, der gleichzeitig als eine orientierende Magnetnadel und als Ballast für das Eintauchen und die Stabilität wirkt. Die Kugel hat an ihrem unteren, dem Magneten am nächsten gelegenen Pol eine Öffnung.
Die Magnetkugel schwebt in einer Flüssigkeit, die in einem äusseren Körper oder Gehäuse mit innen und aussen kugeliger Gestalt enthalten ist, wobei die Lagerung so aufgebaut wird, dass beide Kugeln sich praktisch in konzentrischer Lage befinden.
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Das vorgenannte Gehäuse ist aus einem durchsichtigen Material gefertigt und hermetisch verschlossen mit Ausnahme einer an der Grundfläche des Gehäuses verborgenen Öffnung, die von einer linsenförmigen
Trennwand aus Gummi oder ähnlichem Material verschlossen ist, durch die die Flüssigkeit injiziert wird, wobei gleichzeitig der Druck zum Zwecke der genauen Regulierung des Eintauchens der Magnetkugel so eingestellt wird, dass die Magnetkugel annähernd schwebt.
Die Höheneinstellung der Aufhängung wird erzielt, wenn während des Injizierens der Flüssigkeit die- se durch die in der Magnetkugel vorhandene Öffnung in die Magnetkugel eindringt, wodurch sie den in der Magnetkugel herrschenden Luftdruck erhöht, indem ein Teil des Hohlraumes der Magnetkugel sich mit Flüssigkeit füllt. Sobald Gleichgewicht erzielt ist, wird die Trennwand mit Hilfe einer Kunststoff- dichtung verstärkt.
Die Luftkammer ist also das wesentliche Merkmal zur genauen Aufhängung in der Tragflüssigkeit und gewährleistet das Arbeiten des Gerätes an jedem beliebigen Ort, dessen Höhe, Klima und sonstige Bedin- gungen am vorgenannten Flüssigkeitsvolumen merkbare Veränderungen erzeugen.
Die Magnetkugel trägt auf ihrer äusseren Oberfläche an der Äquatorzone die Zeichen der drehbaren - Teilung eingraviert, die durch das unverändert bleibende Gehäuse hindurch abgelesen werden können, wobei an einer bequem sichtbaren Stelle des Gehäuses ein Bezugsstrich und sonstige Bezugszeichen vor- gesehen sind, die zum Bestimmen von mit der Höhe, der Steigung oder sonstigen Daten wie beispielsweise der Orientierung, zusammenhängenden Winkeln nützlich sind.
Die Magnetkugel hält ihre Äquatorzone stets horizontal, wodurch sie praktisch einen künstlichen Horizont bildet, der das Ablesen an den vorgenannten Bezugszeichen erleichtert und der zum Zweck der besseren Koinzidenz mit der Äquatorlinie, d. h. der Mittellinie dieser Zone, durch einen gut sichtbaren,
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Volumensänderungendass dadurch die Funktion des Gerätes nicht beeinflusst wird. Im übrigen gleichen sich derartige Änderun- gen zum Teil selbst aus. Erschütterungen, Beschleunigungen und Verzögerungen sind insoweit vorteilhaft, weil dadurch die Magnetkugel von der Wandung dann losgerüttelt wird, wenn sie an der Wandung anlie- gen sollte. Gerade durch kleine Erschütterungen bleibt die freie Beweglichkeit der Magnetkugel erhalten (Reibung der Bewegung ist stets kleiner als Reibung der Ruhe).
Die magnetischen Kräfte infolge der Inklination sind im Verhältnis zur Unwucht der Magnetkugel, also im Verhältnis zu den durch die Schwerkraft bedingten Richtkräften vollkommen belanglos.
Die Erfindung ist nachstehend an Hand der beispielsweisen Ausführungsform der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die Figur zeigt einen Mittenschnitt des betriebsfertigen Aufhängungssystems in Seitenansicht.
In der Figur ist das Gehäuse mit 1 bezeichnet, und 2 ist die Magnetkugel, deren Magnet 3 in exzentrischer Lage in Haltern 4 befestigt ist, die es gestatten, dem Magneten zu seiner besseren Wirkung und gründlichen Befestigung die bestgeeignete Länge zu geben. 5 bedeutet die der Luftkammer 6 in der Kugel 2 zugeordnete Ausgleichsöffnung.
Der Körper 1 setzt sich in einem tangential zu seiner inneren kugeligen Oberfläche verlaufenden zylindrischen Körper 7 fort. Dieser zylindrische Fortsatz enthält Befestigungsmittel zum Halten eines zusätzlichen Bodens 8, mit dem die kugelige Höhlung des Körpers 1 ergänzt wird, wobei die Befestigungsmittel Schwalbenschwanznuten 9 und 10 oder beliebige ähnliche Mittel sein können, mit der Massgabe, dass der zusätzliche Boden 8 einen senkrecht zu seiner Ebene stehenden Durchlass 11 hat, der von einer Gummi- oder ähnlichen Trennwand 12 verschlossen ist, durch die zum Injizieren der Flüssigkeit in den zwischen den beiden Kugeln 1 und 2 enthaltenen Raum eine Injektionsnadel hindurchgestossen werden kann.
Die abdichtende Verschlussvorrichtung weist auch eine den Durchlass 11 abdeckende und die Trennwand 12 verstärkende Kappe 14 auf.
An der Aussenseite ist ein die äussere Befestigungsvorrichtung darstellender Saugnapf vorgesehen, der eine federnde konkave Scheibe 15 aus geeignetem biegsamem Material enthält, die eine seitliche Klemmkante 16 aufweist, gegen die die Kante des Körpers 17 passt, die die mit Gewinde zu versehende und zu verkittende Befestigungs-und Verschlussfläche bildet.
Die Scheibe 15 steht mit dem Rand 18 über den Durchmesser des Körpers 17 hinaus vor, wobei der Rand 18 das Glied zur Betätigung der Mutter 19 ist, mit der die Kante befestigt wird, während im Saugnapf ein Vakuum verbleibt, durch das die Befestigung des Gerätes besonders zuverlässig wird.
Die die Gummi- oder sonstige Trennwand 12 bildende Scheibe liegt in der Nähe der Innenwand des Bodens 8, damit, falls sie aus irgendeinem Grunde zerstört werden sollte, die Luft, die in das Gerät eindringen könnte, daran durch den Stöpsel gehindert wird, so dass jede Veränderung im inneren Luftdruck der Kugel 2 vermieden wird.
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Die in der Figur gezeigte Lage entspricht dem Fall, in dem die Grundfläche auf einer ebenen Oberfläche ruht. Die Äquatorlinie 20 der Magnetkugel 2 bleibt aber auch bei einer anderen Lage des Gehäuses stets horizontal.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Kompass, dessen Magnet im Inneren eines rotationssymmetrischen Hohlkörpers befestigt ist, der zur Gänze in eine Flüssigkeit eintaucht, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Hohlkörper eine im wesentlichen kugelförmige Aussenfläche besitzt, von einem Gehäuse umschlossen ist, dessen Innenfläche ebenfalls im wesentlichen kugelförmig ist und den Hohlkörper mit geringem Abstand umschliesst, wobei der gesamte Zwischenraum zwischen Hohlkörper und Gehäuse mit einer Flüssigkeit erfüllt und mit dem Innern des Hohlkörpers durch eine Bohrung verbunden ist, dass weiters der Magnet innerhalb des Hohlkörpers unterhalb von dessen Mittelebene angeordnet und der Hohlkörper soweit mit Flüssigkeit gefüllt ist,
dasser in der ihn umgebenden Flüssigkeit annähernd schwebt und hiebei infolge des exzentrisch gelagerten Magneten eine stabile Gleichgewichtslage einnimmt.