Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine neigungskompensierende Anzeigeeinrichtung für einen Kompaß, der eine auf einem Spitzenlager gelagerte Magnetfelddetektionseinrich- tung aufweist, die in einem 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¬ schen 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°-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¬ schen 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 Aπzeigeeinrich- tung besonders einfach aufgebaut sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anzeigeeinrich¬ tung bei einer vertikalen Orientierung des Spitzenlagers in einer im wesentlichen vertikalen Ebene beweglich auf der Magnetfelddetektionseinrichtung mittels eines Aufnahmelagers drehbar gelagert ist, dessen mit Lagerelementen der Magnet- felddetektionseinrichtung zusammenwirkendes Lagerelement im wesentlichen rechtwinkelig zur Nord-Süd-Richtung der Magnetfelddetektionseinrichtung 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 Dreh- barkeit der Anzeigeeinrichtung bewirkt, daß diese einer Neigung der Magnetfeld- detektionseinrichtung oder des Gehäuses des Kompasses in der Nord-Süd-Rich¬ tung der entsprechenden Bewegung nicht folgt, sondern vielmehr ihr Lage im we¬ sentlichen beibehält, so daß in vorteilhafter Art und Weise verhindert wird, daß die erfindungsgemäße Anzeigeeinrichtung an den Deckel oder den Boden des Kompaßgehäuses anstößt. Da bei einer Neigung des Kompaßgehäuses in der Ost-West-Richtung die Anzeigeeinrichtung keine Bewegung um die Kompaßach¬ se ausführt, ist es nicht erforderlich, die Anzeigeeinrichtung von der Neigungsbe¬ wegung der Magnetfelddetektionseinrichtung zu entkoppeln. Somit ist durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen in besonders einfacher Art und Weise ein stö- rungsfreier Betrieb eines mit der erfindungsgemäßen neigungskompensierenden Anzeigeeinrichtung ausgerüsteten Kompasses über den gesamten Winkelbereich möglich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die vorzugsweise als Anzeigenadel oder als Anzeigescheibe ausgebildete Anzeigeeinrichtung einen

oder mehrere zum Deckel und/oder zum Boden des Gehäuses hin gerichtete Ab¬ standskörper aufweist. Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme wird in vorteil¬ hafter Art und Weise erreicht, daß die Neigung der Anzeigeeinrichtung begrenzt wird, da diese Abstandskörper ab einer bestimmten Schräglage des Gehäuses den Deckel und/oder den Boden berühren. Die hierbei zwischen den Abstands- körpem und dem Deckel bzw. dem Boden des Gehäuses entstehende Reibung ist aber derart gering, daß sie die Anzeigegenauigkeit des Kompasses nicht beeinträchtigt.

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 Magnetträ¬ ger 6 eine große Auslenkung erlaubt, ohne mit einem anderen Teil des Kompas- ses 100 in Kontakt zu kommen.

Um nun zu verhindern, daß eine Neigungsbewegung der Magnetfelddetektions- einrichtung 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 Magnetfelddetektionseinrichtung 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- detektionseinrichtung 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 20 oder bei einem sehr flach bauenden Gehäuse 100' des Kompasses 100 an dem Boden 1 oder dem Deckel 2 des Gehäuses 100' anstoßen, kann in vorteilhafter Art und Weise noch vorgesehen sein, daß auf den Zeigern 3 der Anzeigeeinrichtung 30 ein oder mehrere Abstandselemen¬ te 4 angeordnet sind, welche - wie am besten aus Figur 2 ersichtlich ist - vorzugs¬ weise spitzenartig ausgebildet sind. Diese Abstandskörper 4 sind vorzugsweise symmetrisch auf den Zeigern 3 angeordnet, wobei eine vom Mittelpunkt M der Anzeigeeinrichtung 30 entfernte Anordnung der Abstandskörper 4 bevorzugt wird. Diese vorzugsweise nach einem Formätzen oder -stanzen aus den Zeigern 3 gebogenen Abstandskörper 4 verhindern, daß die Spitzen 3' der Zeiger 3 bei einer zu großen Neigung des Kompaßgehäuses 100' am Deckel 2 und/oder am Boden 1 des Kompaßgehäuses 100' anstoßen können, da diese spitzenartig aus¬ gebildeten Abstandskörper 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 zwischen den Abstandskörpern 4 und dem Deckel 2 und/oder dem Boden 1 auf, jedoch ist diese derart gering, daß hierdurch die Beweglichkeit der Anzeigeein- richtung 30 und somit die Anzeigegenauigkeit des Kompasses 100 nicht beein¬ flußt 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 Magnetfelddetektionseinrichtung 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 Abstandskörper 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.