Kreiselgerät mit astatischem Kreisel. Die Erfindung bezieht sich auf ein Krei selgerät mit einem im Schwerpunkt mit drei Freiheitsgraden aufgehängten, sogenannten asiatischen Kreisel, dessen Umlaufachse durch pendelgesteuerte Drehmomente in der Lotrechten gehalten wird. Derartige Kreisel dienen vornehmlich in Luftfahrzeugen zur Anzeige der wahren Lotrichtung oder zur Stabilisierung. Sie besitzen den Nachteil, sich bei länger andauernden Horizontalbeschleuni gungen, besonders infolge der Einwirkung der Fliehkraft beim Kurvenflug, in das Scheinlot einzustellen. Gegen kurzzeitige Ab weichungen des Scheinlots vom wahren Lot sind sie dagegen unempfindlich.
Zur Beseiti gung des Störungseinflusses ist es bereits be kannt, die die Korrekturmomente auslösende Einrichtung während der Dauer der Störung abzuschalten.
Der Kreisel behält dann infolge der indifferenten Aufhängung seine bisherige Stellung im wesentlichen bei und beginnt erst. infolge von Lagerreibung und ungenauer Auswuchtung, allmählich auszuwandern. Die Abschaltung der Korrektureinrich- tung stösst jedoch auf Schwierigkeiten, wenn der Kreiselläufer und die Korrektureinrich- tung von derselben Energiequelle angetrieben werden, wie dies zum Beispiel dann der Fall ist,
wenn zum Antrieb des Kreiselläufers Druckluft verwendet ist, die durch um je 90 gegeneinander versetzte, durch Pendel schieber gesteuerte Öffnungen unten am Kreiselläufergehäuse wieder austritt, wobei sie von der Stellung der Pendelschieber ab hängige Drehmomente auf den Kreisel auf Grund der Rückstosswirkung der austreten den Luftstrahlen ausübt. Eine Abschaltung der Luftstrahlen ist daher nicht möglich.
Erfindungsgemäss wird der Einfluss von bei Richtungsänderungen auftretenden waag rechten Beschleunigungskomponenten durch zusätzliche, unabhängig von der Pendelsteue rung ausgelöste Gegenmomente kompensiert.
Zweckmässig erfolgt diese Kompensie- rung durch Anblasen des Kreisels mit Druck luft. Der Luftstrahl ist dabei mit dem aus einer der pendelschiebergesteuerten Öffnun gen austretenden Luftstrahl gleichgerichtet und- trifft auf die dieser Öffnung abgewandte Seite des Kreiselläufergehäuses, so daB das RückstoBmoment aufgehoben wird.
Auf Fahrzeugdrehungen spricht bekannt lich ein Wendekreisel an, d. h. ein Kreisel mit zwei Freiheitsgraden, der entgegen der Wir kung einer den Kreisel in der Mittelstellung festhaltenden Feder präzediert. Dieser Wende kreisel kann zur Schaltung eines Relais ver wendet sein, das parallel zur Fahrtrichtung verlaufende Luftstrahlen steuert, die je nach dem Drehsinn des Fahrzeuges das Kreisel läufergehäuse von vorn oder hinten treffen. Dadurch kann auf den Kreisel das zur Auf hebung der Wirkung der Fliehkräfte erfor- liehe Gegenmoment ausgeübt werden. Der Wendekreisel ist vorteilhaft zugleich als An zeigegerät für die Fahrzeugdrehungen ausge bildet und zu diesem Zweck mit einer Fern übertragungseinrichtung versehen.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Zeichnung schema tisch dargestellt.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht mit Schnitt des durch pendelschiebergesteuerte Luftstrah len in der Lotrechten gehaltenen Kreisels des Gerätes; Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt durch die Pendelschieber dieses Kreisels; Fig.3 veranschaulicht die Einrichtung zur Steuerung der Kompensations-Luftstrah- len durch einen Wendekreisel.
Der Läufer des Lotkreisels ist mit seiner lotrechten Achse in dem Gehäuse 1 gelagert, welches seinerseits mit einer waagrecht lie genden Achse 2 in Lagern 3, 4 des Kardan- rahmens 5 drehbar ist. Durch das Lager 4 tritt die Antriebsluft für den Kreiselläufer in das Gehäuse 1 ein. Der Austritt der Luft aus dem Gehäuse 1 erfolgt durch vier um je 90 gegeneinander versetzte Öffnungen 6, die von Pendelschieberpaaren 7, 7' in bekannter Weise gesteuert werden. Unten am Kreisel- läufergehäuse sitzen Prallplatten 8, 8', auf die aus am Fahrzeug befestigten Düsen 9 tretende Luftstrahlen treffen.
Die Düsen sind über Verbindungsleitungen 10 mit, einem Re lais 11 verbunden (Fig. 3). Der Steuerschie ber 12 des Relais steht mit dein Rahmen 13 eines Wendekreisels 14 in Verbindung, dessen Präzessionsbewegungen in üblicher Weise durch einen Kolben 15 gedämpft werden, der in einem Zylinder 16 mit einstellbarer Dämp fung 17 verschiebbar ist. Der Wendekreisel 14 und somit der Steuerschieber 12 sind durch eine Feder 18 in ihrer Mittellage gehalten.
In Fig. 2 sind die austretenden Luftstrah len durch Pfeile angedeutet; sie geben gleichzeitig die Bewegungsrichtung des Fahr zeuges an. Das Pendelschieberpaar 7' befindet sich in ausgeschwenkter Stellung. Lotrechte Kreiselstellung und normale Fluglage vor ausgesetzt, deutet dies auf eine Linkskurve, bei der das Scheinlot vom wahren Lot nach rechts abweicht. Bei einem längeren Kurven flug würde der aus der freigelegten Öffnung 6 austretende Luftstrahl den Kreisel aus dem wahren Lot in das Scheinlot allm@ihlieh ein steuern.
Dies wird dadurch verhindert, dass das Rüekstossmoment durch Anblasen der der Ausströmöffnung abgewandten Seite des Kreiselläufergehäuses aufgehoben wird. Das erfolgt durch einen aus der auf dieser Seite angeordneten Düse 9 austretenden Luftstrahl. der von dem Wendekreisel 14 ausgelöst wird.
Dieser präzediert infolge der Fahrzeug- drehung in bekannter 'Weise und bewegt da durch den Steuerschieber 12 aus seiner Mittel stellung nach der entsprechenden Seite und speist die eine der beiden Leitungen 10 mit Druckluft.
Es empfiehlt sich, die Druckluftzufüh- rung zum Relais 11 durch die Leitung 19 von derselben Druckleitung abzuzweigen, die den Lotkreisel und somit die pendelschieberge- steuerten Öffnungen speist, da auf diese Weise Druckschwankungen ohne EinfluB auf die Steuerwirkung sind.
Erfolgt der Kreiselantrieb durch Unter druck, so kann gleicher Betriebsdruck für den Antrieb des Kreisels und die Erzeugung der den Kreisel in der Lotrechten haltenden Luft strahlen sowie der Kompensationsstrahlen da durch in einfacher Weise gewährleistet wer- den, dass man den Lotkreisel mit dem Wende kreisel und mit dem von diesem gesteuerten Relais in ein gemeinsames Gehäuse einbaut, aus dem die Luft durch Absaugen entfernt wird. Hierbei kann der Wendekreisel als Ge rät zur Anzeige des künstlichen Horizontes ausgebildet sein.
Die Pendelschieberpaare 7, 7' geben bereits bei Abweichungen des Scheinlots vom wah ren Lot um wenige Grade den vollen.Quer- schnitt der Öffnungen 6 frei. Daher genügt es, das Relais 11 so auszubilden, dass bei Drehungen des Flugzeuges die eine der bei den Leitungen 10 jeweils den vollen Betriebs druck erhält. Die aus den Düsen 9 austreten den Kompensationsstrahlen brauchen in ihrer Wirkung nicht abgestuft zu sein, weil Kurs änderungen stets so grosse Querneigungen be dingen, dass sich die Pendelschieberpaare 7, 7' dabei in der Egtremlage befinden.
Eine der Fahrzeugdrehgeschwindigkeit verhältnisgleiche Steuerwirkung lässt sich er forderlichenfalls durch Verwendung eines in bekannter Weise zwei gegenüberliegende Dü sen speisenden Strahlrohres an Stelle des Re lais 11 erreichen.
Die Erzeugung der Kompensationsdreh momente kann statt durch Luftstrahlen auch auf elektromagnetischem Wege erfolgen.