DE2132556A1

DE2132556A1 - Gyroskop

Info

Publication number: DE2132556A1
Application number: DE19712132556
Authority: DE
Inventors: Howe Edwin W
Original assignee: Gyrosystems Inc
Current assignee: Gyrosystems Inc
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1971-06-30
Publication date: 1972-01-20
Also published as: NL7109072A; SE360172B; ZA713568B; BE769305A; US3702568A; FR2100477A5; GB1315432A; JPS4949333B1; AT311073B; DE2132556B2; DE2132556C3; NO129019B; CH555532A

Description

Dr. hg. η :w ·;·..;

Dipl. !ng. S J₁ '' ._t<A
Dipl. Phys. VV. >,,»·.-ηίϊ

Tel. 538J586

Gyrosystems, Inc.

30. Juni 1971

120 Marine Street Anwaltsakte M-1650

Farmingdale.New York 11735,USA

Gyroskop

Die Erfindung betrifft ein Gyroskop und insbesondere eine nichtschwimmende Gyroskopaufhängung mit zwei Freiheitsgraden»

Aus der US-PS 3 301 073 vom 31· Januar 1967 ist ein Gyroskop mit einem dynamisch ausgeglichenen freien Kreisel bekannt. Aus dieser Patentschrift läßt sich entnehmen, wie sich die Trägheitseigenschaften des mittleren Kardanringes zur Erzeugung eines drehzahlabhängigen ⁿGegenfeder"-Effekts verwenden lassen, der sich zum Ausgleich der eigenelastischen Kopplung der Aufhängung ausnützen läßt, oder umgekehrt, wie eine zusätzliche elastische Kopplung die Reaktionskräfte zu verringern hilft, welche.die Massenträgheit des mittleren Kardanringes bei einem herkömmlichen Kreuzgelenk am Rotor zu erzeugen sucht»

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Bei dem dynamisch ausgeglichenen Gyroskop ist der Rotor in einem Kreuzgelenk aufgehängt, das einen Kardanring enthält, bei dem beide Gelenkachsen (zwischen dem Rotor und dem Kardanring und zwischen dem Kardanring und der Antriebswelle) über eine elastische Einspannung verfugen. Das Kreiselrad wird dadurch kräftefrei gemacht, daß die Welle mit einer bestimmten Geschwindigkeit, der sogenannten Resonanzgeschwindigkeit, umläuft, bei welcher die am Rotor angreifenden elastischen Einspannkräfte auf Null reduziert werden. Kurz gesagt läßt es sich zeigen, daß die am Rotor anliegende Gesamtfederkonstante K sich wie folgt ausdrücken läßt:

K = k - (a - S) w²

wobei k = die Drehmomentenzahl des durch die Torsionsgelenke der Aufhängung erzeugten elastischen Rückstellmoments,

a = das Trägheitsmoment des Kardanrings in der Äquatorialebene,

c = das Trägheitsmoment des Kardanrings längs der Rotationsachse,

w s die Winkelgeschwindigkeit.

Es ist ersichtlich, daß bei der Resonanzgeschwindigkeit die Relationsmomentenzahl (-(a-|)w²) gleich dem negativen Rück-

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Stellmoment ist, wodurch die elastische Drehmomentenzahl k der Aufhängung genau aufgehoben wird*

Die praktische Durchführung dieser theoretischen Grundlagen ließ sich'nur mit einer äußerst hohen Präzision in der Herstellung und beim Zusammenbau der Bauteile erzielen, was ein zwar zufriedenstellend arbeitendes, jedoch verhältnismäßig kostspieliges Gyroskop bedeutet.

Erfindungsgemäß sollen in einem Kreuzgelenk federgehalterte Gelenke auf einfache, kostensparende Weise hergestellt werden· Die fünf Grunderfordernisse einer Aufhängung in einem dynamisch ausgeglichenen Gyroskop sind:

1· Drehmomente von einer umlaufenden Antriebswelle an den Rotor zu übertragen,

2· den Rotor derart abzustützen, daß der Mittelpunkt des Rotors bei äußeren Axial- und Radialbelastungen an dem eingestellten Rotationspunkt gehalten wird,

3e eine reibungslose Winkelauslenkung des Rotors um den eingestellten Rotationspunkt zu ermöglichen,

4· eine reibungslose Federkopplung zu schaffen, die den Rotor im Falle eines Auslenkens in eine Ebene zurück-

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zustellen sucht, die senkrecht zur Drehachse (Antriebswelle) verläuft,

5. ein Trägheitselement zu schaffen, das eine Gegenfeder— wirkung erzeugt, welche die Federkoppelung ausgleicht·

Die bisherigen Vorschläge, diesen Anforderungen zu genügen, beruhen auf verhältnismäßig komplizierten Gelenksystemen, die eine genaue Bearbeitung und einen präzisen Zusammenbau erfordern.

Das erfindungsgemäße Gyroskop enthält ein Kreiselrad, das über mehrere flache streifenförmige Speichen, die in der Radebene liegen, mit einer Antriebswelle verbunden ist. Diese Speichen ergeben die erforderliche radiale Einspannung und übertragen die zum Antrieb des Kreiselrades erforderlichen Drehmomente, gestatten jedoch eine Winkelauslenkung bezüglich der Antriebswelle, Die axiale Einspannung wird durch zwei Paare flacher streifenförmiger Stege erreicht, die senkrecht zur Radebene liegen, wobei das eine Stegepaar zwischen der Welle und einem mittleren Kardanring und das andere um 90° versetzte, Stegepaar zwischen dem mittleren Kardanring und dem Kreiselrad verläuft. Die Speichen erfüllen die o.a. Forderungen 1. und teilweise 2., 3. und 4.; die senkrechten Stege erfüllen die restlichen Bedingungen 2,,3. und 4.j der Kardanring erfüllt die Bedingung 5.

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In "besonders vorteilhafter Weise ist erfindungsgemäß eine Tragscheibe oder Membran vorgesehen, die die Aufhängungsseele bildet und aus einem flachen !"ederblech hergestellt ist, dessen Wandstärke und Eigenschaften sich einfach einstellen lassen«, Die Membran wird durch eine geeignete Vorrichtung ausgeschnitten und bildet ein einstückiges Bauteil mit folgenden Abschnitten: einem ringförmigen Außenrand, einem mittleren Abschnitt, mehreren den Außenrand mit dem mittleren Abschnitt verbindenden Speichen, zwischen den Speichen gelegenen Stegen, zwei sich diametral gegenüberliegenden, radial verlaufenden Verbindungsteilen und weiteren zwei sich diametral gegenüberliegenden, radial verlaufenden Verbindungsteilen, die an um 90° von den ersten Verbindungsteilen versetzten Stellen zwischen dem Außenrand und zwei Stegen verbunden sind. Die beiden Paare der radial verlaufenden Verbindungsteile werden so gedreht, daß sie senkrecht zur Ebene der Membran stehen, der Außenrand wird zwischen zwei Hälften eines Außenringes eingesetzt, die Stege werden zwischen zwei Hälften eines mittleren Kardanringes eingesetzt und der Mittelabschnitt wird zwischen zwei Hälften einer Nabe gehaltert. Diese zusammengesetzte Baugruppe, die ferner eine geeignete Einrichtung zur Anbringung an einer Antriebswelle enthält, wird als "Kernstück" bezeichnet.

Insgesamt wLrd also erfindungsgemäß eine hochempfindliche fhängung für ein (i-yroskop geschaffen, das ein AuDeurnd

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aufweist, das mit einer Antriebswelle über flache, in Querrichtung steife, elastische Speichen verbunden ist, deren biegefeste Ebenen parallel zum Rad verlaufen, und ferner einen mittleren Kardanring enthält, der mit dem Rad über sich diametral gegenüberliegende, flache, in Querrichtung steife Federglieder, deren flache Abschnitte normalerweise senkrecht zur Radebene verlaufen, und mit der Welle über entsprechende Federglieder verbunden ist, die um 90° gegenüber den ersten Federgliedern versetzt angeordnet sind. Me herstellung wird dadurch vereinfacht, daß sämtliche Verbindungsglieder in einem einzigen Arbeitsvorgang aus einem flachen Blech hergestellt werden, so daß die Speichen und die übrigen flachen Federglieder zwischen entsprechenden Blechabschnitten stehenbleiben, an denen das Außenrad, der Kardanring und der Antrieb befestigt werden. Die Federglieder werden dann in ihre endgültige Form gebogen, d.h. senkrecht zur Ebene des Blechs, aus dem sie ausgeschnitten wurden, und das flache Blech wird zwischen zwei Hälften des Außenrades, des Kardanringes und einer Nabe eingesetzt. Der gesamte Zusammenbau (das Kernstück), der zur Abstützung und Aufhängung des Rotors dient, besitzt bezüglich der Herstellung und Warbung von gyroskopischen Instrumenten beträchtliche Vorteile,

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden beispieLsv/eisen Beschreibung in Vaebindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

IH9 884/M75 BAD-ORIGINAT?"

Figur 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einiger Merkmale der Aufhängung,

Figur 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung weiterer Merkmale der Aufhängung,

Figur 3 eine Aufhängung, in der die Merkmale gemäß den Fign. 1 und 2 kombiniert sind,

Figur 4 die Aufsicht einer Tragmembran in einer Fertigungsstufe,

Figur 5 die Aufsicht auf die unteren Hälften des

Schwungrades, des Kardanringes und der Nabe,

Figur 6 einen Schnitt des zusammengebauten Kernstücks längs der Linie 6-6 der Fign, 4 und 5,

Figur 7 einen Schnitt des zusammengebauten Kernstücks längs der Linie 7-7 der Fign. 4 und 5,

Figur 8 einen Schnitt des zusammengebauten Kernstücks längs der Linie 8-8 der Fign. 4 und 5·

Der Aufbau und die Grundlagen der erfindungsgemäßen Kreiselaufhängung lassen sich am besten durch eine stufenweise

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Darstellung der Anforderungen an die Aufhängung erklären. Grundsätzlich hat die Aufhängung den Kreiselrotor abzustützen, ohne daß eine Verschiebung in Radial- oder Axialrichtung möglich ist· Hinsichtlich der gegen RadialverSchiebungen gesicherten Abstützung bildet eine Tragscheibe von radial verlaufenden Speichenabschnitten die einfachste Art der Abstützung. Fig.i zeigt ein Rad 10, das mit einer Antriebswelle 11 über eine stegförmige Scheibe oder Membran 12 verbunden ist, die vier zueinander senkrecht verlaufende Speichen aufweist, die radial zwischen der Welle 11 und dem Rad .10 verlaufen. Die Scheibe muß mindestens drei Speichen enthalten, und die in Fig.1 gezeigten vier Speichen sind zwar vorzugsweise vorgesehen, jedoch ist die Erfindung nicht auf eine solche Speichenzahl begrenzt. Die Tragscheibe 12 ist aus einem verhältnismäßig flexiblen Material hergestellt, das eine winklige Verbiegung des Kreiselrades 10 gegenüber der Welle 11 ermöglicht, jedoch ausreichend fest ist, um das Rad 10 unter der Einwirkung äußerer radialgerichteter Kräfte jederzeit konzentrisch zur Achse der Welle 11 zu halten.

Infolge der Steifigkeit dieser Anordnung in Drehrichtung, die durch eine entsprechende Breite der Speichen 13 sichergestellt wird, vermögen die Speichen 13 das Drehmoment von der Welle 11 an das Rad 10 zu übertragen. Diese Aufhängung allein bildet jedoch keine Halterung in Längsrichtung der

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Treibachse, wie dies erforderlich ist, um das Rotationszentrum in Axialrichtung festzuhalten·

Fig.2 zeigt, wie die Axialhalterung durch Verwendung flacher Pederstreifen 14 und 15 erzielt wird, die den Rotor 10 und einen Kardanring 16 bzw. den Kardanring 16 und die Welle 11 verbinden. Die Ebene der flachen Federn 14,15 liegt nominell senkrecht zur Ebene des Rotors 10. Infolge der Anordnung des mittleren Kardanrings 16 vermag sich das Kreiselrad 10 aus der senkrecht zur Welle 11 verlaufenden Ebene durch Verbiegen des Streifens 14 oder 15 oder beider um eine irgendbeliebige diametral verlaufende Achse winklig zu verstellen. Falls der Kardanring 16 nicht vorhanden wäre, d.h. falls die Streifen 14,15 die Welle 11 unmittelbar mit dem Rotor 10 verbinden wurden, würde natürlich nicht die erforderliche Kippfreiheit erreicht werden.

Eine Kombination der in den Fign, 1 und 2 gezeigten Aufhängung ist in Fig.3 teilweise im Schnitt gezeigt und erfüllt sämtliche der oben beschriebenen Funktionen. Die Speichen 13 verlaufen durch Durchlaßöffnungen 16a in dem Kardanring 16 von der Welle 11 zum Außenring 10. Bas Spiel in diesen Offnungen reicht aus, daß der Kardanring 16 eine innerhalb vorgegebener Grenzen liegende beliebige Neigungslage gegenüber der Welle 1 j und dem Außenring 10 einnehmen kann, ohne daß

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er die Speichen 13 berührt. Ebenso wie in Fig.2 ist der Kardanring 16 mit der Welle 11 über flache Federn 14 und mit dem Außenring 11 über flache Federn 15 verbunden.

Bei einer nicht gezeigten, wahlweise möglichen Ausführungsform werden zwei Gruppen streifenförmiger Speichen.13 verwendet, von denen jede Gruppe einen Kegel bildet, dessen Spitze an der Welle 11 und dessen Basis am Rad 10 liegt. Die Basis des einen Konus liegt über der Mittelebene des Rades 10 und die Basis des anderen Konus liegt um die gleiche Strecke unterhalb der Mittelebene, so daß eine Abstützung geschaffen wird, die die gleiche Wirkung wie in der Mittelebene liegende Speichen hat. Der Kardanring 16 ist durch Federn 14,15 aufgehängt, die zwischen den beiden Gruppen der Streifen 13 in der Mittelebene des Rades 10 liegen. Auf diese Weise wird die erforderliche Tragfähigkeit für radiale und axiale Belastungen geschaffen und in der Mittelebene des Kreisels ein Aufhängungspunkt erhalten, um den das Kreiselrad winklig verkippen kann. Die Aufhängung bildet ein reines Federsystem ohne Reibung, Totgang oder Spiel. Schließlich sorgt der mittlere Kardanring für die Trägheitsmasse,

die
durch die/dynamische "Gegenfeder" erzeugt wird, die bei einer gegebenen Drehgeschwindigkeit die Wirkung der Federkoppelung zwischen dem Rotor und der Antriebswelle aufhebt.

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Die radialen und axialen Elemente sind unabhängig voneinander«, Sie können so ausgelegt sein, daß sie jeweils gleiche Torsionsfedercharakteristika und gleiche Tragfähigkeit haben oder über eine gleiche radiale und axiale Festigkeit verfügen. Hierdurch läßt sich eine isoelastische Aufhängung erhalten, so daß die von der Erdbeschleunigung bewirkten Störeinflüsse verringert werden können.

Bei der Verbindung der Aufhängungen gemäß den Fign. 1 und zu einem einstückigen Bauteil wurde besondere Aufmerksamkeit auf eine wirtschaftliche Herstellung und auf möglichst geringe Montagezeiten bei Schaffung eines Präzisions-Kreiselgerätes gerichtet» Zwar sind mehrere aus den Merkmalen der Pig. 1 und 2 kombinierte Ausführungsformen möglich, jedoch handelt es sich bei der in den Fign, 4 bis 8 gezeigten Einrichtung um eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform. Hierbei werden aus einer einzigen flachen Federblechplatte sämtliche Aufhängungseiemente durch Stanzen, Gravieren oder Ätzen und durch Verbiegen oder Verformen hergestellt, wie dies unten beschrieben wird.

In Fig.4 ist die Tragmembran oder -scheibe 60 gezeigt, die die "Seele" der Aufhängung bildet. Die Scheibe 60 ist vorzugsweise aus einer 3-5 mm Platte herausgeätzt, die beispielsweise aus "ELGILOY" besteht. Die Scheibe 60 enthält

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einen ringförmigen Außenrand 17 und einen Mittelabschnitt 18, zwischen denen vier Zwischenstege 19,20,21 und 22 liegen. Der Mittelabschnitt 18 ist mit dem Außenrand 1? über vier senkrecht zueinander verlaufende RadialSpeichen 23a,b,c,d verbunden. Zwei diametral sich gegenüberliegende Stege 19,21, die zwischen den Speichen 23a,b bzw. zwischen den Speichen 23c,d liegen, sind mit dem Mittelabschnitt 18 über entsprechende radial verlaufende Verbindungsteile 24 und 25 und mit dem Außenrand 17 über Laschen 26 und 27 verbunden. Die anderen beiden sich diametral gegenüberliegenden Stege 20,22 sind mit dem Außenrand 17 durch radial verlaufende Verbindungsteile

28 und 29 und mit dem nabenförmigen Mittelabschnitt 18 über laschen 30 bzw, 31 verbunden. Die Nabe, die Stege und der Außenrand sind im Bereich der Verbindungsteile 24,25,28 und

29 und der Speichen 23 hinterschnitten, so daß für diese Abschnitte eine zusätzliche Länge geschaffen wird« Darüberhinaus kann die Breite der Verbindungsteile 24,25,28 und 29 an der Verbindungsstelle mit der Nabe oder dem Außenrand in gewissem Umfang eingeschnürt sein, wie dies unten beschrieben wird. Die Nabe 18 ist mit einer mittleren Öffnung 32 versehen, die zum Zusammenbau und zum Ausgleich dient, und die Zwischenstege 19,20,21 und 22 sind jeweils mit zwei Löchern 56 versehen, die zur Trägheits-"Abstimmung" der Aufhängung dienen, wie dies unten beschrieben wird. Nachdem die Scheibe ausgeschnitten ist, werden die flachen radial verlaufenden

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Verbindungsteile 24,25,28 und 29 derart verbogen, daß die Ebene jedes Verbindungsteiles im wesentlichen senkrecht zur Ebene der Scheibe 60 verläuft. Die Hinterschneidungen an jedem Ende der Verbindungsteile 24,25,28 und 29 sind zwar nicht unbedingt erforderlich, erleichtern jedoch das Verbiegen der Verbindungsteile und verringern die Gefahr eines Verwerfens der Scheibe,

Fig« 5 zeigt in der Aufsicht die unteren Hälften des Außenringes 40 des Kernstückes, des mittleren Kardanringes 41 und der Nabe 42 in ihrer gegenseitigen Einbaulage. Die Tragscheibe gemäß Fig«4 wird über die unteren Hälften des Außenringes, des Kardanringes und der Nabe gemäß Pig.5 gelegt und entsprechende obere Hälften des Außenrades, des Kardanringes und der Nabe werden bei der Herstellung der fertigen Aufhängung über die Membran gelegt. Die Fign. 6, 7 und 8 zeigen Schnitte der fertigen Aufhängung längs der Linien 6-6, 7-7 und 8-8 der Fign. 4 und 5·

Wie die Pign. 5, 6, 7 und 8 zeigen, ist jede Hälfte des Kardanrings 41 mit vier flachen querverlaufenden Nuten 43a,b, c,d versehen, die die Radialspeichen 23a,b,c,d mit Spiel aufnehmen. Ferner ist jede Hälfte des Kardanrings 41 mit Querschlitzen 44,45, die die Enden der abgebogenen radialen Verbindungsteile 24 und 25 aufnehmen und haltern, und mit

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entsprechenden Schlitzen 46 und 47 versehen, die die Enden der abgebogenen radialen Verbindungsteile 28 und 29 aufnehmen und haltern.

Der Außenring 40 ist in entsprechender Weise mit Ausnehmungen 48a,b,c,d versehen, die die Enden der Speichen 23a,b,c,d aufnehmen (welche sich über den Innenrand des Außenrings hinaus erstrecken), und enthält ferner Schlitze 49,50, die die Enden der abgebogenen Verbindungsteile 28 und 29 aufnehmen und haltern» Ferner sind in der Nabe 42 Ausnehmungen 51a,b,c,d für die Speichen 23a,b,c,d sowie Schlitze 52,53 für die Enden der abgebogenen Verbindungsteile 24,25 ausgebildet. Die Ausnehmungen 48 und 51 ermöglichen die Anordnung von im Hinblick auf eine größere Flexibilität der Tragscheibe verlängerten Speichen.

Wie insbesondere aus den Fign. 6 und 8 ersichtlich ist, sind die radialen Verbindungsteile 24£5,28 und 29 um 90° abgebogen, so daß sie senkrecht zur Ebene des Rades und des Kardanringes verlaufen. Durch ein derartiges Abbiegen dieser Verbindungsteile und durch Befestigung der Enden der Bänder in den Schlitzen 45,46,47 und 49,50,52 und 53 mit Klebstoff wird die axiale Festigkeit erhalten, die erforderlich ist, das Rotationszentrum des Außenrades 40 konstant zu halten. Die Verbindungsteile 24 bzw. 28 werden vorzugsweise entgegen-

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gesetzt zu den Verbindungsteilen 25. "bzw, 29 abgebogen, um die Gefahr von Betriebsunregelmäßigkeiten des Gyroskops zu verringern.

Zum Ausrichten der Bauteile während des Zusammenbaues ist die Nabe 4 2 mit einem zentrischen Loch 32 versehen. Der mittlere Kardanring wird automatisch mit Hilfe der Schlitze 44,45,46,47 ausgerichtet, die mit den Verbindungsteilen 24, 25,28 und 29 zusammenwirken. Der äußere Ring 40 kann bezüglich der mittleren Öffnung 32 in der Nabe 42 mit Hilfe einer einfachen Halterung ausgerichtet werden, die die Nabe 4 2 und den Ring 40 während des Zusammenbaues in gegenseitiger konzentrischer Lage hält.

Wenn daher die in Fig. 4 gezeigte Tragscheibe über die in Fig.5 gezeigten unteren Bauteile gelegt und entsprechende obere Bauteile in einer gebohrten Einsatzhalterung über die Tragscheibe gesetzt werden, wird ohne Schwierigkeiten eine fluchtende Ausrichtung erhalten.

Der Zusammenbau des Gyroskops wird ferner durch die Anordnung der entfernbaren Laschen 26,27,30 und 31 vereinfacht, da diese Laschen während des Zusammenbaues die Halterung und Ausrichtung der Bauteile aufrechterhalten. Zunächst werden die oberen und unteren Hälften des Kardanrings 41 und der

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Nabe 42 mit den entsprechenden Abschnitten der Tragscheibe 60 zusammengebaut, wobei die abgebogenen radialen Verhin— dungsteile 24,25,28 und 29, die senkrecht zur Ebene der Membran 6ü verlaufen, in die entsprechenden Schlitze eingesetzt werden. Die Hälften des Kardanrings 41 haben die gleiche nominelle Wandstärke, so daß das Aufhängung sz en trum ohne besondere Vorkehrungen in der Mitte der Tragscheibe 60 liegt. Dann werden die unteren und oberen Hälften des Außenringes 40 mit dem Außenrand 17 verbunden, wobei wiederum mit der oben beschriebenen Halterung für eine fluchtende Lage gesorgt wird, und die Enden der radialen Verbindungsteile 28,29 in die entsprechenden Schlitze eingesetzt, wobei wiederum das Zentrum der Aufhängung an der Mitte der Scheibe 60 gehalten wird, da beide Hälften des Außenringes 40 ebenfalls die gleiche Wandstärke haben. Die Bauteile der Aufhängung werden sämtlich vorzugsweise mit Hilfe eines Klebers miteinander verbunden, jedoch lassen sich auch andere Verbindungen, beispielsweise ein Verlöten, verwenden. Die Streifen 24,25, 28 und 29 müssen sicher in den entsprechenden Schlitzen ge— haltert werden, beispielsweise durch das Klebemittel, um ein Verformen an den abgebogenen Enden zu verhindern.

Im zusammengebauten Zustand bilden der Ring 40, der Kardanring 41, die Nabe 42 und die Tragscheibe 60 ein Kernstück, dae sieh noch ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen handhaben

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läßt, da die Stege 26,27,30 und 31 ein Abbiegen des Außenringe« 40 und des Kardanringes 41 bezüglich der Nabe 42 verhindern» Falls der Außenring 40 mit einer zusätzlichen Trägheitsmasse versehen werden muß, kann am Außenring 40 der Aufhängung ein gyroskopisches Schwungrad angebracht werden, wie dies in Fig.6 durch die gestrichelten Umrißlinien gezeigt ist.

Das Kernstück ist auch bezüglich des für ein präzises Arbeifcsverhalten erforderlichen Gewichtsausgleichs von Vorteil. Bs ist ersichtlich, daß die Laschen 26,27,30 und 31 ein winkliges Verkippen des Rings 40 gegenüber der Antriebswelle 54 verhindern, an der die Nabe 42 angebracht ist. Dieser Umstand wird während des Auswuchtens des Kernstücks dazu benutzt, die dynamischen Unwuchtkräfte an die Welle 54 und somit an die Auswuchtmaschine zu übertragen. Bei den herkömmlichen freien Kreiselaufhängungen können diese Kräfte nicht festgestellt werden und daher ist eine wesentlich kompliziertere Einrichtung zum Ermitteln der dynamischen Unwuchten erforderlich» Nachdem das Auswuchten auf herkömmliche Weise vorgenommen wurde, werden die Laschen 26,27,30 und 31 beispielsweise mittels einer feinen Feile oder eines Graviervorganges entfernt, so daß das Gerät die drei Freiheitsgrade erhält. Die verhältnismäßig geringe entfernte Masse hat keinen merklichen Einfluß auf die Betriebsweise,

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Der Kardanring 41 ist mib nicht gezeigten Gewichbs-Einstellschrauben versehen, die in die Gewindelöcher 55 des Kardanrings 41 und die Löcher 56 der Stege in der Tragscheibe 60 eingesetzt werden können, um die Trägheit zu erhöhen oder zu verringern. Diese Einstellung ist erforderlich, damit ein Ausgleich der Wirkung der Federkopplung der Aufhängung bei der gewählten Arbeitsdrehzahl erhalten werden kann, wie dies in der oben erwähnten US-PS beschrieben wird. Für gröbere Abweichungen, die sich beispielsweise auf eine stärkere Veränderung in dex* gewählten Betriebsgeschwindigkeit beziehen, können an beiden Flächen des Kardanrings 41 zusätzliche Gewichtsringe angebracht werden.

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Claims

Patentansprüche

Gyroskop mit einer rotationsfähigen Trägheitsmasse, einem drehbaren Antriebsglied und einer Kardaneinrichtung, die die Trägheitsmasse und das Antriebsglied miteinander verbindet und ein Drehmoment vom Antriebsglied an die Trägheitsmasse übertx'ägt, wobei die K. ard an einrichtung ein Einsatzstück und Gelenkteile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (11) und die Trägheitsmasse (10) über mehrere Speichen (13) miteinander verbunden sind, die in Drehrichtung steifer ausgebildet sind als in Querrichtung, und daß die Gelenkteile ein erstes Paar sich diametral gegenüberliegender Federglieder (14), die radial zwischen dem Antriebsglied (11) und dem Einsatzstück (16) verlaufen, und ein zweites Paar sich diametral gegenüberliegender Federglieder (15) enthalten, die radial zwischen dem Einsatzstück (16) und der Trägheitsmasse (10) verlaufen und gegenüber dem ersten Feder-

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gliederpaar (14) im wesentlichen um 90° versetzt angeordnet sind, wobei die jeweils durch die Federgliederpaare verlaufenden Ebenen größter Festigkeit im wesentlichen senkrecht zueinander liegen und die Trägkeitsmasse durch die Federglieder und das Einsatzstück in Axialrichtung und durch die Speichen in Radialrichtung abgestützt ist»
2. Gyroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federglieder (14,15) aus flachen Federbändern bestehen.
3. Gyroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (13) bandförmig ausgebildet sind.
4· Gyroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (10) ein Außenrad aufweist,
5· Gyroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsatzstück (16) ein Kardanring ist.
6, Gyroskop nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (13) in einer parallel zur Ebene des Außenrades (10) verlaufenden Ebene liegen und der Kardanring (16) einen Durchlaß für jede Speiche aufweist.

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7. Gyroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (11) eine Nabe enthält»
8. Gyroskop nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein am Außenrad (10) angebrachtes Schwungrad.
9· Gyroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied (11) mit einer Geschwindigkeit umläuft, bei der die von der Aufhängung auf die Trägsheitsmasse (10) ausgeübten Reaktionskräfte und dadurch die Massenpräzession gering gehalten sind«
10. Gyroskop nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine einstückige Tragscheibe (60) mit einem ringförmigen Außenrand (17)» einem Mittelabschnitt (18), mehreren mit dem Außenrand und dem Mittelabschnitt verbundenen Speichen (23a,b,c,d), mehreren zwischen den Speichen gelegenen und zwischen Außenrand und Mittelabschnitt angeordneten Stegen (19,20,21,22), ersten sich diametral gegenüberliegenden, radial verlaufenden Verbindungsteilen (24,25) und zweiten sich diametral gegenüberliegenden, radial verlaufenden Verbindungsteilen (28,29), die mit dem Außenrand und zwei Stegen verbunden und um 90° gegenüber den ersten Verbindungsteilen (24,25)

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versetzt angeordnet sind, wobei am Außenrand ein Außenring (40) der Kardaneinrichtung, an den Stegen ein mittlerer Kardanring (41) der Kardaneinrichtung und am Mittel-'abschnitt eine Nabe des Antriebsgliedes angeordnet ist.
11. Gyroskop nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebenen sowohl der ersten beiden als auch der zweiten beiden radial verlaufenden Verbindungsteile (24,25,28,29) senkrecht zur Ebene der Tragscheibe (60) liegen.
12. Gyroskop nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (40) zwei sich entsprechende, den Außenrand der Tragscheibe zwischen sich einschließende Ringabschnitte, der Kardanring (41) zwei sich entsprechende, die Stege der Tragscheibe zwischen sich einschließende Ringabschnitte und die Nabe (42) zwei den Mittelabschnitt der Tragscheibe zwischen sich einschließende Bauteile enthält.
13· Gyroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kardanring mit Durchlaßöffnungen (16a) versehen ist, durch die die Speichen der Tragscheibe verlaufen.
14» Gyroskop nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe erste, fluchtend ausgerichtete, querverlaufende

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Schlitze (52,53) enthält, in denfcn die unden der ersten beiden radial verlaufenden Verbindungsteile (24,25) festgehalten sind, und daß die Ringabsclinitte des Kardanringes

und des Außenringes zweite, fluchtend ausgerichtete, querverlaufende Schlitze (46,47,49»5O) enthalten, in denen die Enden der zweiten beiden radial verlaufenden Verbindungsteile (28,29) festgehalten sind,
15. Gyroskop nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragscheibe (60) ein erstes Paar entfernbarer Laschen (30,31), die den Mittelabschnitt längs eines durch die zweiten beiden radial verlaufenden Verbindungsteile (28,29) gelegten Durchmessers mit den Stegen verbinden, und ein zweites Paar entfernbarer Laschen (26,27) enthält, die die Stege längs eines durch die ersten beiden radial verlaufenden Verbindungsteile (24,25) gelegten Durchmessers mit dem Außenrand der Tragscheibe verbinden, wodurch der Außenring (40), der Kardanring (41) und die Nabe (42) bis zum Entfernen der Laschen in fester gegenseitiger Lage gehalten sind.

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