Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine neigungskompensierende Anzeigeeinrichtung für einen Kompaß, der eine auf einem Spitzenlager bei einer vertikalen Orientierung desel- ben in einer im wesentlichen horizontalen Ebene drehbar gelagerte Magnetfeld- detektionseinrichtung aufweist, die in einem einen Boden und einen Deckel auf¬ weisenden Gehäuse des Kompasses untergebracht ist.

Eine derartige neigungskompensierende Anzeigeeinrichtung ist aus der CH 683 373 der Anmelderin bekannt. Diese in der Praxis bewährte und im Handel einge¬ führte neigungskompensierende Anzeigeeinrichtung sieht vor, daß diese von der Magnetfelddetektionseinrichtung getrennt gelagert ist und durch einen Mitnehmer mit dieser verbunden ist. So wird erreicht, daß die bei einem üblichen mechani- sehen Kompaß, bei dem die Anzeigeeinrichtung direkt mit der Magnetfelddetekti- onseinrichtung starr verbunden ist oder mit dieser identisch ist, auftretenden Nachteile, daß schon bei einer relativ kleinen Neigung (8 ⁰ -12°) des Kompasses eine Anzeigenadel oder eine Anzeigescheibe der Anzeigeeinrichtung den Deckel oder den Boden des Gehäuses berührt, vermieden wird. Dieser störende Effekt

kann auch bei einer Anwendung des Kompasses in verschiedenen Breitengraden durch eine unterschiedliche Inklination des Magnetfeldes der Erde entstehen.

Hierdurch ist der Kompaß nicht mehr funktionstüchtig. Er muß daher vor dem Ab¬ lesen in eine Lage gebracht werden, in der die Anzeigeeinrichtung frei schwingen kann. Bei vielen Anwendungen, wie z.B. bei Orientierungsläufen, ist es aber von großer Wichtigkeit, daß die Anzeige möglichst rasch, d.h. ohne eine verzögernde Neuorientierung des Kompasses, und genau abgelesen werden kann. Außerdem kann ein Neigen des Kompasses in nachteiliger Art und Weise zu Peilfehlern führen.

Die bekannte neigungskompensierende Anzeigeeinrichtung für einen Kompaß ist in der Lage, die o.g. störenden Effekte zu eliminieren oder zumindest zu reduzie¬ ren. Sie besitzt jedoch den Nachteil, daß hierfür ein hoher Aufwand für das Lager der Anzeigeeinrichtung, welches außerdem genau in axialer Richtung ausgerich¬ tet sein muß, erforderlich ist. Außerdem ist das axiale Ausrichten des Lagers der Anzeigeeinrichtung mit dem Lager der Magnetfelddetektionseinrichtung aufwendig.

Aus der US-PS 2446258 ist ein insbesondere für Flugzeuge konzipierter Kom¬ paß bekannt, der ein Kompaßgehäuse aufweist, in dem um eine gehäusefeste vertikale Achse eine Anzeigeeinrichtung in einer zu dieser vertikalen Achse senk- rechten Ebene drehbar ist. Die Anzeigeeinrichtung weist in einen fest mit ihr ver¬ bundenen, sich parallel zur vorgenannten vertikalen Achse erstreckenden Rah¬ men auf, in dem über Lagerelemente entlang einer durch diese Lagerelemente festgelegten horizontalen Achse eine als Magnetfelddetektionseinrichtung fungie¬ rende magnetische Nadel drehbar gelagert ist. Durch die Lagerung der magneti- sehen Nadel im Rahmen wird erreicht, daß diese parallel zum Magnetfeld der Er¬ de bleibt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine neigungskompensierende Anzeigeein¬ richtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auch bei einer

größeren Neigung des Gehäuses des Kompasses und bei unterschiedlichen Inklinationen des Erdmagnetfeldes eine hinreichend gute Anzeige gewährleistet ist, wobei aber die erfindungsgemäße neigungskompensierende Anzeigeeinrich¬ tung besonders einfach aufgebaut sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an der Anzeigeeinrich¬ tung und/oder im Gehäuse des Kompaßes mindestens ein Abstandskörper ange¬ ordnet ist, durch den die Anzeigeeinrichtung im Gehäuse des Kompaßes gegen¬ über einem Deckel und/oder einem Boden des Gehäuses im wesentlichen zu die¬ sen parallel führbar ist.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird in vorteilhafter Art und Weise er¬ reicht, daß die Neigung der Anzeigeeinrichtung begrenzt wird, da der oder diese Abstandsköφer ab einer bestimmten Schräglage des Gehäuses den Deckel un¬ d/oder den Boden berühren. Die hierbei zwischen den Abstandskörpern und dem Deckel bzw. dem Boden des Gehäuses entstehende Reibung ist dabei in vorteil- hafter Art und Weise derart gering, daß sie die Anzeigegenauigkeit des Kompas¬ ses nicht beeinträchtigt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Anzeigeeinrich¬ tung mindestens zwei, symmetrisch zu einem Mittelpunkt der Anzeigeeinrichtung angeordnete, zur Decke und/oder zum Boden des Kompaßgehäuses hingerichte- te Abstandsköφer aufweist.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß die Anzeigeeinrich¬ tung auch bei einer großen Neigung des Kompaßgehäuses nicht am Deckel un¬ d/oder am Boden anstoßen können.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mindestens einer der Abstandsköφer spitzenartig ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung besitzt den Vorteil, daß die Reibung, die bei einer Bewegung der

Anzeigeeinrichtung zwischen dem Abstandskörper und dem Deckel und/oder dem Boden des Kompaßgehäuses auftritt, minimiert wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß mindestens einer der Abstandskörper als umlaufende Erhebung der Anzeigeeinrichtung aus- gebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zumindest ein Teilbereich des Deckel und/oder des Bodens als Abstandskörper für die An¬ zeigeeinrichtung ausgebildet sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn hierzu der Deckel und/oder der Boden zumindest in einem Teilbereich einen konischen Ver- lauf aufweist, so daß die Endbereiche der Zeiger der Anzeigeeinrichtung an die¬ sen konisch verlaufenden Teilbereichen zur Verhinderung einer unerwünschten Neigung der Anzeigeeinrichtung angreifen können.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß umlaufende Erhebungen des Deckels und/oder des Bodens des Kompaßgehäuses als Ab- Standskörper für die Anzeigeeinrichtung fungieren.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Anzeige¬ einrichtung bei einer vertikalen Orientierung des Spitzenlagers in einer im we¬ sentlichen vertikalen Ebene beweglich auf der Magnetfelddetektionseinrichtung mittels eines Aufnahmelagers drehbar gelagert ist, dessen mit Lagerelementen der Magnetfelddetektionseinrichtung zusammenwirkendes Lagerelement im we¬ sentlichen rechtwinkelig zur Nord-Süd-Richtung der Magnetfelddetektionseinrich- tung verläuft.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in besonders vorteilhafter Art und Weise eine neigungskompensierende Anzeigeeinrichtung für einen Kompaß geschaffen, die sich in einem labilen Gleichgewicht befindet und sich um die

Lagerachse in einer zur West-Ost-Richtung der Magnetfelddetektionseinrichtung orthogonalen Ebene drehen kann. Diese erfindungsgemäß vorgesehene

Drehbarkeit der Anzeigeeinrichtung bewirkt, daß diese einer Neigung der Ma- gnetfelddetektionseinrichtung oder des Gehäuses des Kompasses in der Nord- Süd-Richtung der entsprechenden Bewegung nicht folgt, sondern vielmehr ihr La¬ ge im wesentlichen beibehält, so daß in vorteilhafter Art und Weise verhindert wird, daß die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung an den Deckel oder den Bo¬ den des Kompaßgehäuses anstößt. Da bei einer Neigung des Kompaßgehäuses in der Ost-West-Richtung die Anzeigeeinrichtung keine Bewegung um die Kom¬ paßachse ausführt, ist es nicht erforderlich, die Anzeigeeinrichtung von der Nei¬ gungsbewegung der Magnetfelddetektionseinrichtung zu entkoppeln. Somit ist durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen in besonders einfacher Art und Weise ein störungsfreier Betrieb eines mit der erfindungsgemäßen neigungskompensie- renden Anzeigeeinrichtung ausgerüsteten Kompasses über den gesamten Win¬ kelbereich möglich.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Anzeige- elemente der Anzeigeeinrichtung über ringförmige Verbindungselemente mit der Lagerachse verbunden sind, wobei diese Verbindungselemente derart ausgebil¬ det sind, daß bei einer Neigung des Permanentmagnetsystems der Magnetfeld- detektonseinrichtung dieses System durch einen von der Lagerachse und den ringförmigen Verbindungselementen begrenzten Zwischenraum hindurchtreten kann. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, daß auch bei einem sehr kleinen Abstand zwischen der Magnetfelddetektionseinrichtung und der Anzeige¬ einrichtung deren Bewegung nicht durch das Permanentmagnetsystem der Ma- gnetfelddetektionseinrichtung behindert werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß bei einer als Anzeigescheibe ausgebildeten Anzeigeeinrichtung diese gegen außen minde¬ stens in der Ost-West-Richtung des Permanentsystems und vorzugsweise auch in der Nord-Süd-Richtung, gegen den Boden hin leicht gebogen ist. Eine derarti¬ ge Maßnahme besitzt den Vorteil, daß dadurch eine größere Schrägstellung der Anzeigescheibe gegenüber dem Gehäuse möglich ist, ohne daß diese dabei am Deckel oder am Boden des Kompaßgehäuses anstößt.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer

Anzeigeeinrichtung,

und

Figur 2 einen Schnitt durch einen die Anzeigeeinrichtung der Figur 1 ver¬ wendenden Kompaß entsprechend eines Schnittes entlang der Linie A-A der Figur 1

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel einer neigungskom- pensierten Anzeigeeinrichtung 30 für einen Kompaß 100 ist in einem Kompaßge¬ häuse 100' aufgenommen, von dem in Figur 2 nur ein durchsichtiger Deckel 2 und ein vorzugsweise ebenfalls durchsichtig ausgebildeter Boden 1 dargestellt ist. In dem durch den Boden 1 und den Deckel 2 begrenzten Kompaßgehäuse 100' ist vorzugsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas vorhanden, die vor allem zur Dämpfung der Bewegung des Anzeigesystems 30 dienen. Auf einem auf dem Bo¬ den 1 befestigten Schaft 12 ist über ein auf dessen Spitze 9 aufsetzendes Spit¬ zenlager 7 eine allgemein mit 20 bezeichnete Magnetfelddetektionseinrichtung angeordnet, die im wesentlichen aus dem auf der Spitze 9 des Schaftes 12 gela¬ gerten Spitzenlager 7, das vorzugsweise aus einem synthetischen Rubin herge¬ stellt ist, einen mit dem Spitzenlager 7 fest verbundenen Magnetträger 6 und ei¬ nem Permanentmagneten 5, der vorzugsweise zylindrische Form aufweist, be¬ steht. Das Spitzenlager 7 bildet hierbei zusammen mit der Spitze 9 des Schaftes 12 ein Kompaßlager aus, das sehr wenig Reibung aufweist und dem

Magnetträger 6 eine große Auslenkung erlaubt, ohne mit einem anderen Teil des Kompasses 100 in Kontakt zu kommen.

Um nun zu verhindern, daß eine Neigungsbewegung der Magnetfelddetektions¬ einhchtung 20 in Nord-Süd-Richtung auf die Anzeigeeinrichtung 30 übertragen wird, sind im Magnetträger 6 zwei als Lagerelemente fungierende Bohrungen 10 vorgesehen, die ungefähr in der Ebene des Rotationspunktes des Spitzenlagers 7 um die Spitze 9 angeordnet sind. In den Bohrungen 10 ist eine ein Lagerele¬ ment ausbildende Lagerachse 8 der Anzeigeeinrichtung 30 drehbar aufgenom¬ men, wobei die Lagerachse 8 im wesentlichen senkrecht zur Nord-Süd-Richtung der Magnetfelddetektionseinrichtung 20 angeordnet ist. Die entweder als durch¬ gehende Achse oder als zwei radiale Teilachsen ausgebildete Lagerachse 8 der Anzeigeeinrichtung 30 ist über ringförmige Verbindungselemente 8a, 8b mit zwei Zeigern 3 verbunden, welche die eigentliche Anzeigefunktion der Anzeigeeinrich¬ tung 30 ausführen.

Wird nun das Kompaßgehäuse 100' des Kompasses 100 in der Nord-Süd-Rich¬ tung des Magnetfelddetektionssystems 20 geneigt, stellt sich der Permanentma¬ gnet 5 schräg zur Spitze 9 des mit dem Boden 1 des Kompaßgehäuses 100' ver¬ bundenen Schaftes 12. Aufgrund der beweglichen Lagerung der Anzeigeeinrich¬ tung 30 in den als Lagerstellen fungierenden Bohrungen 10 des Magnetträgers 6 der Magnetfelddetektionseinrichtung 20 ist in diesem Fall in vorteilhafter Art und Weise keine Zwangskopplung der Bewegung der Magnetfelddetektionseinrich- tung 20 und der Anzeigeeinrichtung 30 gegeben, so daß diese nicht von der durch die Neigung des Gehäuses 100' in der Nord-Süd-Richtung der der Inklinati¬ on des Erdmagnetfeldes ausgelösten Bewegung der Magnetfelddetektionsein- richtung 20 folgt. Da - wie bereits eingangs erwähnt wurde - bei einer Neigung des Gehäuses in der West-Ost-Richtung der Magnetfelddetektionseinhchtung 20 kein Drehmoment auf die Anzeigeeinrichtung 30 einwirkt und diese somit immer in die Nord-Süd-Richtung zeigt, ist keine Entkoppelung der beiden Einrichtungen 20, 30 zwingend erforderlich. Somit wird durch die oben beschriebene Lagerung der Anzeigeeinrichtung 30 über die im wesentlichen senkrecht zur Nord-Süd-

Richtung der Magnetfelddetektionseinrichtung 20 angeordneten Lagerachse 8 in besonders einfacher Art und Weise eine weitgehend störungsfreie Beweglichkeit der Anzeigeeinrichtung 30 über den vollen Winkelbereich gewährleistet.

Hierbei ist außerdem von Vorteil, daß bei einer Neigung der Magnetfelddetekti- onseinrichtung 20 deren Permanentmagnet 5 durch den von den ringförmigen Verbindungselementen 8a, 8b und der Lagerachse 8 begrenzten Zwischenraum hindurchtreten kann, so daß es in vorteilhafter Art und Weise möglich ist, nur ei¬ nen geringen Abstand zwischen der Anzeigeeinrichtung 30 und der Magnetfeld¬ detektionseinhchtung 20 vorzusehen. Eine derartige Anordnung besitzt den Vor- teil, daß ein derartiger Kompaß 100 besonders kompakt baut, weshalb er in vor¬ teilhafter Art und Weise in einem flachen Kompaßgehäuse 100' verwendet wer¬ den kann.

Wenn genügend Platz zur Ausbildung des Kompasses 100 zur Verfügung steht, und es deshalb nicht erforderlich ist, daß die Anzeigeeinrichtung 30 und die Ma- gnetfelddetektionseinrichtung 20 eng beabstandet zueinander angeordnet sind, so ist es natürlich möglich, die durch die ringförmigen Verbindungselemente 8a, 8b festgelegte Ringscheibe auch als Vollscheibe auszubilden, welche kostengün¬ stiger herstellbar ist als die weiter oben beschriebene Konstruktion.

Um zu verhindern, daß die Zeiger 3 der Anzeigeeinrichtung 30 bei einer größe- ren Neigung des Gehäuses 100' oder bei einem sehr flach bauenden Gehäuse 100' des Kompasses 100 an dem Boden 1 oder dem Deckel 2 des Gehäuses 100' anstoßen, ist in vorteilhafter Art und Weise vorgesehen, daß auf den Zei¬ gern 3 der Anzeigeeinrichtung 30 ein oder mehrere Abstandselemente 4 ange¬ ordnet sind, welche - wie am besten aus Figur 2 ersichtlich ist - vorzugsweise spitzenartig ausgebildet sind. Diese Abstandskörper 4 sind vorzugsweise symme¬ trisch auf den Zeigern 3 angeordnet, wobei eine vom Mittelpunkt M der Anzeige¬ einrichtung 30 entfernte Anordnung der Abstandskörper 4 bevorzugt wird. Diese vorzugsweise nach einem Formätzen oder -stanzen aus den Zeigern 3 geboge¬ nen Abstandskörper 4 verhindern, daß die Spitzen 3' der Zeiger 3 bei einer zu

- 9 - großen Neigung des Kompaßgehäuses 100' am Deckel 2 und/oder am Boden 1 des Kompaßgehäuses 100' anstoßen können, da diese spitzenartig ausgebilde¬ ten Abstandsköφer 4 in diesem Fall am Deckel 2 und/oder am Boden 1 ansetzen und die Neigungsbewegung der Anzeigeeinrichtung 30 derart limitieren. Hierbei tritt zwar eine die Bewegung der Anzeigeeinrichtung 30 störende Reibung zwi¬ schen den Abstandskörpern 4 und dem Deckel 2 und/oder dem Boden 1 auf, je¬ doch ist diese derart gering, daß hierdurch die Beweglichkeit der Anzeigeeinrich¬ tung 30 und somit die Anzeigegenauigkeit des Kompasses 100 nicht beeinflußt werden.

Abschließend zu o.g. Ausführungsbeispiel ist noch anzuführen, daß es für eine Reihe von Anwendungszwecken vorteilhaft sein kann, wenn die Zeiger 3 in der Ost-West-Richtung der Magnetfelddetektionseinhchtung 20 gegen den Boden 1 hin leicht gebogen ausgeführt sind, so daß eine größere Schrägstellung der Zei¬ ger 3 gegenüber dem Kompaßgehäuse 100 möglich ist.

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausgestaltung der Anzeigeeinrichtung 30 mit zwei Zeigern 3 ist nicht die einzig mögliche. Vielmehr sind eine Reihe von unter¬ schiedlichen Gestaltungsmöglichkeiten für die Anzeigeeinrichtung 30 denkbar. Beispielhafterweise sollte hier noch angeführt werden, daß anstelle der Zeiger 3 auch eine Anzeigescheibe eingesetzt werden kann, welche im wesentlichen die gleiche Fläche besitzt wie der Deckel 2 des Kompaßgehäuses 100'. In diesem Fall ist es dann von Vorteil, wenn die Anzeigescheibe in radialer Richtung gese¬ hen nach außen gegen den Boden hin leicht gebogen ist, um eine größere Schrägstellung der Anzeigescheibe gegenüber dem Kompaßgehäuse 100' zu er¬ möglichen. Die auf den Zeigern 3 oder der Anzeigescheibe der Anzeigeeinrich- tung 30 angeordneten Abstandsköφer 4 können durch umlaufende Erhebungen, die auch unterbrochen ausgeführt sein können, des Deckels 2 oder des Bodens 1 des Kompaßgehäuses 100' ersetzt werden.

Es bedarf an und für sich keiner Erwähnung, daß das vorstehend als Lagerachse 8 ausgebildete Lagerelement der Anzeigeeinrichtung 30 auch als Kipplager

(Messerlager) ausgebildet sein kann. In diesem Fall wird dann anstelle der Boh¬ rungen 10 eine V-förmige Aufnahme verwendet.

Abschließend ist noch auszuführen, daß auch ein Teilbereich des Deckels 2 un¬ d/oder des Bodens 1 als Abstandskörper für die Anzeigeeinrichtung 30 fungieren kann. Beispielhafterweise sei hierbei erwähnt, daß der Deckel 2 und/oder der Bo¬ den 1 zumindest in einem Teilbereich einen konischen Verlauf aufweist, so daß die Endbereiche der Zeiger 3 an diesen konisch verlaufenden Teilbereichen zur Verhinderung einer unerwünschten Neigung angreifen können.