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Verstelleinrichtung für Gyroskope für die selbsttätige Steuerung von
Torpedos, Luftfahrzeugen, Schiffen u. dgl. Die Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung
bezweckt die Winkelverstellung der Elemente, die die Richtgyroskope von Torpedos,
Luftfahrzeugen, Unterseebooten o. dgl. so steuern, daß das durch das Gyroskop gesteuerte
Fahrzeug seinen Kurs in einer vorher festgelegten Weise und zu jedem gewünschten
Zeitpunkt ändert.
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Diese Richtungsänderungen werden hervorgerufen durch elektrische Stromstöße,
die in geeigneter Weise erzeugt und wahlweise durch einen von zwei in der Verstelleinrichtung
angeordneten Elektromagneten geleitet «erden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt, und zwar zeigen: Abb. i, 2 und 3 die Verstelleinrichtung, Abb.4, 5,
6 und 7 die Steuereinrichtung für die Verstelleinrichtung, Abb. 8 die Schaltung
des elektrischen Teils der Einrichtung und Abb.9 einen vorher festgelegten Kurs
in Form einer vieleckigen Spirale.
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Das Element 16 besteht aus einer Welle, die an ihrem oberen Ende eine
Scheibe3i mit zwei Gabeln trägt. Auf dem unteren Teile dieser Welle ist die Scheibe
ig angeordnet, die eine Uhrfeder i8 trägt. Die Schnecke 2i, die von dem Motor des
Fahrzeuges dauernd angetrieben wird, hält die Feder 18 dauernd aufgezogen, so daß
diese Feder die Welle dauernd in gleicher Richtung, beispielsweise in der durch
den Pfeil Z (Abb. 2 und 3) angegebenen Richtung, dreht. Eine weitere Welle 23, die
an ihrem unteren Ende ein Kegelrad trägt, ist lose auf der Welle 16 gelagert. Eine
dritte Welle 29 ist lose auf der Welle 23 gelagert.
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Diese drei Wellen sind koaxial und werden in ihrer Lage durch zwei
Lagerbuchsen gehalten. Die dritte Welle 29 trägt an ihrem unteren Teil ein Kegelrad
und an ihrem oberen Teil ein Zahnrad 30.
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Zwischen den beiden Kegelrädern, die auf den Wellen 23 und 29 sitzen,
sind folgende Elemente angeordnet: eine lose Spindel 24, die zwei Planetenräder
25 trägt, ein beiderseitig verzahntes loses Kegelrad 26 und ein Rad 27, das mit
zwei weiteren Planetenrädern z5 versehen und auf die Welle 23 aufgekeilt ist.
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Diese Elemente stehen so miteinander in Eingriff, daß sie zwei Differentialgetriebe
bilden. Das Doppelkegelrad 26 ist an seinem Umfang als Sperrad ausgebildet, das
mit der Ankersperrklinke 4 (Abb. 3) zusammenarbeitet. Das Rad 27 ist ebenfalls
als Sperrrad ausgebildet, in das die andere Ankersperrklinke 9 eingreift.
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Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß die Feder 18, die dauernd aufgezogen
wird, die Welle 16 in Richtung des Pfeiles 31 dreht und daß, da die Spindeln 24
der Planetenräder
mit der Welle 16 verbunden sind, die beiden Sperräder
26 und 27- gezwungen sind, in Richtung des Pfeiles 31 umzulaufen.
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Aus der Zeichnung ist weiterhin zu ersehen, daß, wenn die Sperrklinke
4 feststeht und das Rad 26 sperrt sowie der Anker der Sperrklinke 9 angezogen wird,
das Rad 27 sich in Richtung des Pfeiles 31 drehen wird, wobei die Räder 29 und
30 in derselben Richtung bewegt werden. Wenn jedoch die Sperrklinke 9 feststeht
und das Rad 27 blockiert sowie die Sperrklinke 4 betätigt wird, so wird das Rad
26 fortfahren, sich in Richtung des Pfeiles 31 zu bewegen; die Bewegung wird jedoch
durch die oberen Planetenräder auf das Rad 29 und das Rad 30 in der entgegengesetzten,
durch den Pfeil 33 angegebenen Richtung übertragen.
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Es wird also durch Betätigen einer der beiden Sperrklinkenanker 4
und g eine Drehung des Rades 3o entweder in der einen oder in der anderen Richtung
erzielt. Der Betrag der Drehung des Rades 30 ist proportional der Anzahl
der Zähne, um die die Sperräder bewegt werden, da jeder Ausschlag der Sperrklinken
eine Verdrehung um einen Zahn und eine entsprechende Verdrehung des Rades 30 zur
Folge hat.
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An den Ankern der Sperrklinken sind die -Massen 6 angebracht, die
bei Erregung der Elektromagneten 2 von diesen angezogen werden; die Rückzugsfedern
12 bringen die Anker nach Aufhören der Erregung in die ursprüngliche Stellung zurück.
Das Rad 30 ist in geeigneter Weise mit den das Gyroskop steuernden Elementen verbunden,
auf die die Bewegung übertragen wird. ' Wie eingangs erwähnt, werden die Richtungsänderungen
durch kurze elektrische Stromimpulse zustande gebracht. Diese werden erzeugt mittels
eines Filmstreifens und der in .den Abb. 4 und 5 dargestellten Vorrichtung.
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D2,s mit der Propellerwelle des- Fahrzeuges verbundene, mit Zähnen
versehene Rad 34 treibt den Filmstreifen 35 in Richtung des Pfeiles 36. Die Kontakte
37 schleifen auf dem aus nicht leitendem Material bestehenden Filmstreifen (vorzugsweise
nicht brennbarer Positivfilm). In dem Filmstreifen sind zwei Öffnungen 38 und 3,9
angebracht, die den Kontakten 37 gestatten, den die Verstelleinrichtung betätigenden
Stromkreis zu schließen. - Die Entfernung zwischen den aufeinanderfolgend'en Öffnungen
bestimmt die Zeitpunkte der Richtungsänderungen.
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Der rechte Kontakt ist dem Rechtsruder, der linke dem Linksruder zugeordnet.
Nach dem Passieren der Öffnungen des Filmes ruhen die Kontakte auf dem Filmstreifen,
wodurch der Strom unterbrochen wird. Mit Hilfe dieser `Einrichtungen wird der Kommutator
des Gyroskops angehalten und nimmt die neue Richtung in Übereinstimmung mit den
Winkelausschlägen ein, die durch die Verstelleinrichtung auf ihn übertragen und
die mittels der durch die Öffnungen im Filmstreifen erzeugten Stromstöße hervorgerufen
werden.
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In Abb.4 ist 34 eine gezahnte Trommel, die von der Propellerwelle
oder irgendeinem anderen Motor angetrieben wird und den Film mit einer Geschwindigkeit
abwickelt, die proportional der. des gesteuerten Fahrzeuges ist.
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Der abzuwickelnde Film ist zunächst auf der Trommel 39 aufgewickelt.
Eine Federbremse 84 hält den Film straff. Nach Durchlaufen der Einrichtung wird
der Film auf der Trommel 40 wieder aufgewickelt. Die Trommel 4o wird von dem Getriebe
41, 42 und 43 über das Reibungsgetriebe 44 angetrieben. Die Drehgeschwindigkeit
des Rades 43 ist hierbei immer größer als die Geschwindigkeit der Trommel 40. Diese
schwankt zwischen einem anfänglichen Maximum und einem Minimum, das erreicht wird,
wenn der ganze Film auf der Trommel 40 aufgewickelt ist. Durch die Reibungskupplung
44 wird die allmähliche Abnahme der Geschwindigkeit der Trommel 4a ermöglicht.
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45 ist ein loser Führungszylinder für den Film und 46 eine feste elektrisch
isolierte metallische Führung, über die der Film gleitet und mit der die Federenden
37 Kontakt geben, wenn die Öffnungen des Filmes vorbeigleiten. 47 sind Klemmschrauben
für die durch die Federn 37 geschlossenen Stromkreise. Eine dieser Klemmschrauben
47 ist mit der metallischen Führung 46 verbunden, die beiden anderen mit den Federn
37.
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Abb. 5 ist eine Seitenansicht der Einrichtung nach Abb. 4, und Abb-.
6 zeigt verschiedene Schnitte. 48 ist die Welle, die das den Film transportierende
Rad 34 antreibt und die ihre Bewegung über das Rad 49 erhält.
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Abb.8 zeigt die Schaltung der Einrichtung, die die vorher beschriebenen
Vorrichtungen enthält.
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59 ist eine elektrische Batterie oder eine andere Stromquelle; 64
sind Leiter, 48 ist der Film und 49 sowie 5o die Federn, die mit der festen Führung
65 Kontakt geben, wenn sie an den Öffnungen 66 des Filmes-vorbeigleiten und so die
zur Erregung der Elektromagnete 51 dienenden Stromstöße hervorrufen. 52 ist das
Getriebe der Verstelleinrichtung und 53 das Rad, das über das Rad 54 die Winkelverstellungen
auf den Kommutatordes Gyroskops überträgt. , Je nachdem die Kommutatorbürsten 56
bis 57 des Gyroskops die in der Zeichnung veranschaulichte
oder
eine um iSo° verdrehte Stellung einnehmen, geht -der Strom durch den kleinen Motor
58 entweder in der Richtung der Pfeile 62 oder in der durch die Pfeile 63 angegebenen
Richtung, so daß der Motor entweder in der einen oder in der anderen Richtung rotiert.
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Diesen Drehrichtungen des Motors 58 entspricht Links- und Rechtsstellung
der Steuerruder, die so von dem Motor 58 gesteuert werden.
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Abb. g zeigt als Beispiel einen vorher bestimmten Kurs in Form einer
vieleckigen Spirale, die etwa im Maßstab i : 15 ooo dargestellt ist.