DE701623C - Kardanisch aufgehaengter Kreisel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kardanisch im oder nähe seinem Schwerpunkt aufgehängten Kreisel, wie er insbesondere in Luftfahrzeugen zur Anzeige des Horizontes 5 oder des Azimuts Verwendung findet. Die Soilage dieses Kreisels ist diejenige, in welcher ihre Umlaufachse sowohl zu der inneren als auch zu der äußeren Kardanachse senkrecht steht. Das den Kreiselläufer beschleunigende oder verzögernde Moment (Antriebsmoment oder Reibungsmoment in den Lagern der Umlaufachse) hat ein entsprechend großes Gegendrehmoment zur Folge, welches in der genannten Sollage der Umlaufachse von den Kardanachsen aufgenommen wird, ohne daß ein Drehmoment um diese Kardanachsen eintritt. Wenn jedoch die Umlauf achse von ihrer genannten Sollage abweicht, so besitzt das in Rede stehende Gegendrehmoment eine Komponente um die äußere Kardanachse, welche bestrebt ist, den Kardanrahmen samt dem darin befindlichen Kreisel um die äußere Kardanachse in Drehung zu versetzen. Diese Erscheinung tritt insbesondere dann auf, wenn nach dem Abschalten des Kreiselantriebes der Kreisel ausläuft und allmählich einen verhältnismäßig kleinen Drall annimmt. Alsdann besitzt eine solche um die äußere Kardanachse vorhandene Komponente des vorgenannten Gegendrehmomentes· schon eine merkliche Größe in bezug auf das immer kleiner werdende Scliwungmoment des Kreisels. Letzterer vermag sich infolgedessen der Auswirkung dieser Komponente des Gegendrehmomentes nicht mehr voll zu widersetzen, so daß der Kardanrahmen in Drehung gerät, was betriebsgefährliche Zustände für das Gerät zur Folge haben kann.

Dem soll erfindungsgemäß bei einem Kreisel, mit dessen äußerer Kardanachsie eine Bremsvorrichtung verbunden ist, dadurch begegnet werden, daß die Bremsvorrichtung durch mit der inneren Kardanachse einstellbar verbundene Mittel bei Überschreiten eines bestimmten Schwenkwinkels des Kreisels uni diese innere Kardanachse selbsttätig eingeschaltet wird. Normalerweise soll also diese Bremsvorrichtung nicht wirksam sein. Erst wenn der Kreisel um einen größeren Betrag aus seiner Sollage ausgeschwenkt steht und infolgedessen das in den Lagern der Umlaufachse wirksam werdende Gegendrehmoment des¹ Antriebsmomentes oder Reibungsmomentes eine merkliche Komponente um die äußere Kardanachse annimmt, wird die dadurch entstehende Drehung des Kardanrahmens um die äußere Kardanachse durch die Bremsvorrichtung selbsttätig verhindert. An sich ist es möglich, diese Bremsung außerdem noch mit der Abschaltung des

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Hermann Brandt in Berlin-Charlottenburg.

Kreiselantriebs selbsttätig einzuleiten, indem beispielsweise mit Unterbrechung der Stromzufuhr zu einem elektrischen Kreiselantrieb auch eine elektromagnetische Bremsvorrichtung für die äußere Kardanachse eingeschaltet wird.

Bei den bekannten kardanisch aufgehängten Kreiseln mit Bremsvorrichtung handelt es sich im allgemeinen um dauernd wirkende ίο Bremsvorrichtungen zur Vermeidung von irgendwelchen anderen Kreiselwirkungen. Bei einem Kreiselstabilisator für Schiffe, welcher aus zwei in einem pendelnd aufgehängten Rahmen bestehenden Präzessionskreiseln gebildet ist, wurde auch bereits vorgeschlagen, die Präzessionsachsen der Kreisel abhängig von den Ausschlägen des pendelnd aufgehängten Kreiselträgers abzubremsen. Hier handelt es sich jedoch um keinen kardanisch aufgehängten Kreisel, wie auch überhaupt um eine Beseitigung einer ganz anderen Störerscheinung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.

Bei dem dargestellten, kardanisch gelagerten Kreisel für ein als Richtkreisel verwendetes Kreiselgerät bezeichnet 1 das Kreiselgehäuse, in welchem der Kreisel drehbar gelagert ist, die Kreiselumlaufachse ist mit 2, 2 bezeichnet. Das Kreiselgehäuse ist mit Hilfe der Kardanzapfen 3 auf der inneren Kardanaehse 4,4 in dem Kardanring 5 drehbeweglich gelagert. Der Kardanring 5 besitzt Zapfen 6, 6, mit denen er um die äußere Kardanachse 7, 7 drehbar gelagert ist. Die äußeren Kardanzapfenlager sind in dem ortsfesten Rahmen 8 angeordnet.

Die Kreiselumlaufachse 2, 2 steht bei normaler Betriebslage senkrecht zu den beiden in einer Ebene liegenden Kardanachsen 4,4 und 6, 6, liegt also horizontal. Wenn nun der mit sehr hoher Umlaufzahl umlaufende Kreisel außer Betrieb gesetzt wird, so wirken u. a. durch Verzögerung bedingte Momente auf die Umlaufachse und bringen diese zum Kippen. Es besteht infolgedessen die Gefahr, daß die Eigendrehung des Kreisels sich auf den Kardanring überträgt, wodurch dieser in Drehbewegung im Sinne des Umlaufes des Kreisels versetzt wird. Diese Drehung des Kardanringes kann, wenn sie unzulässig groß wird, zu Beschädigungen des Kardanringes, Verlagerung des Kreisels und unter Umständen zur Zerstörung des Gerätes führen. Um eine derartige Drehung des Kardanringes zu verhindern, ist eine Bremseinrichtung vorgesehen, die die Drehbewegung des Kardanringes abbremst. Auf der inneren Kardanachse 4, 4 ist ein gabelförmiger Ansatz 9 an-■ geordnet, der doppelseitig mit je einem Anschlage versehen ist, entsprechend den beiden Kippmöglichkeiten der Kreiselumlaufachse um die innere Kardanachse. Sobald nun die innere Kardanachse infolge Kippung des Kreisels nach der einen oder anderen Seite um einen bestimmten, großen Betrag ausschlägt, legt sich einer der beiden Ansätze 9 gegen einen am ortsfesten Rahmen 8 befestigten, im \Orliegenden Falle kreisringförmig ausgebildeten Körper 10. Wenn der Kardanring nunmehr infolge der Eigendrehung des Kreisels in Drehung versetzt wird, so wird durch den auf dem Kreisring schleifenden Ansatz 9 die Drehung des Kardanringes abgebremst. Die Bremswirkung nimmt zu mit dem durch die Kippung des Kreisels bedingten Druck des Ansatzes 9 gegen den Kreisring 10. Die Bremse ist also als zweiteilige Reibungsbremse ausgebildet, deren einer^ Teil mit der inneren Kardanachse und deren anderer Teil an einem gerätefesten oder im wesentlichen gerätefesten Teil relativ zu dem ersten Teil der Bremse so befestigt ist, daß die beiden Teile der Bremse miteinander in Berührung kommen bei einem bestimmten großen Ausschlag der inneren Kardanachse. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einschaltung der Bremse von der Drehbewegung der äußeren Kardanachse abgeleitet, da die Bremswirkung dann eintritt, wenn der Kardanring in Drehung versetzt wird. Die Bremse läßt sich auch so ausbilden, daß sie eine mit der äußeren Kardanachse gekuppelte Fliehkraftbremse darstellt. Es ist "5 ferner möglich, die Bremse in Abhängigkeit zu bringen von der Antriebsenergie des Kreisels in der Weise, daß beispielsweise bei elektrischem Antrieb des Kreisels die Einstellung der Bremse mit der Unterbrechung '°° des Speisestromkreises des Kreisels zwangläufig verknüpft ist. "Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer an den Speisestromkreis des Kreisels angeschlossenen elektromagnetischen Einstellvorrich- «05 tung für die Bremse. Es können auch auf der inneren Kardanachse ohnehin angeordnete Elemente für diesen besonderen Zweck der Abbremsung des Kardanringes ausgebildet bzw. benutzt sein. So kann beispiels- "° \veise ein zur Übertragung von Momenten dienender Magnet auf der inneren Kardanachse vorgesehen sein; dieser Magnet kann dann auch zugleich als der eine Teil der Bremse benutzt werden, wobei es freisteht, "5 die Bremsung mechanisch oder elektrisch bzw. elektromagnetisch auszubilden. Eine andere Möglichkeit ist die, den einen Teil der Bremse mit einem ohnehin bereits vorhandenen Teil des Gerätes zu verbinden, beispielsweise mit der drehbaren Abgriffbasis des als Richtkreis benutzten Kreiselgerätes.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Kardanisch im oder nahe seinem Schwerpunkt aufgehängter Kreisel mit selbsttätig wirkender Bremsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung, Reibungsbremse (9, 10), elektromagnetische Bremse o. dgl., für die Drehung des Kardanrahmens (5) um die äußere Kardanachse (6) durch mit der inneren Kardanachse (4) einstellbar verbundene Mittel bei Überschreiten eines vorbestimmten Schwenkwinkels des Kreisels (1) um diese innere Kardanachse (4) selbsttätig einschaltbar ist.
2. 2. Kreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Bremse als Reibungsbremse der eine Teil (9) auf der inneren Kardanachse (4) und der andere Teil (10) an einem gerätefesten oder im wesentlichen gerätefesten Teil zu dem ersten Teil der Bremse so befestigt ist, daß die beiden Teile der Bremse bei einem bestimmten Aussehlag der inneren Kardanachse miteinander in Berührung kommen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Bremse mit einem ohnehin vorhandenen drehbaren Teil des Gerätes, beispielsweise der Abgriffbasis, verbunden ist.
4. 4. Kreisel nach Anspruch 2 oder 3 mit einem auf seiner inneren Kardanachse befestigten, zur Übertragung von Momenten dienenden Magneten, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Magnet als der eine Teil der Bremse mitbenutzt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen