BODY FOR A MAGNETIC COMPASS

Abstract: The magnetic compass body contains a bearing (6) having a bearing part (43) which is rotationally suspended on a bearing pin (9) mounted in the lower glass cover (3), a ball bearing (20) of hemispherical construction being mounted around the tip (19) of the bearing pin (9). The magnetic substance (23) is situated above the ball bearing system around the bearing part, as a result of which the needles (15, 16) can be manufactured from plastic. The bearing part has on either side two trunnions (44) which define an axis of tilt (42) which runs perpendicular to the longitudinal axis of the bearing pin (9) and through the centre point of its tip (19), the trunnions being mounted in the inner housing section (21) of the body (1). The inner housing section (21) is of U-shaped construction, the U-shaped part forming a damping chamber (27) which is filled with a liquid or with mercury and in which counterbalancing cylinders (26) are fitted. Fitted in the upper part of the mounting is a locking and adjustment device (30) for setting the direction of absolute north and the declination. This has a central gear (33) which interacts with two gears (34, 35) which are arranged on both sides and mesh with a gear rim (38) fitted on the bearing cap (28) in order to turn the outside of the mounting or the needle system. The central gear is driven by a spring-actuated adjustment gear (10) mounted in the upper glass cover (2). Such a magnetic compass has good damping properties and makes possible an automatic compensation for the inclination. It can consequently operate satisfactorily even at large values of inclination. <IMAGE>

Description: Magnetkompass-Körper In den letzten Jahren wurden die Magnetkompasse, insbesondere infolge immer schärfer werdenden Bestimmungen seiten des Militars und infolge der zunehmenden Anzahl von Orientierungsläufern stetig verbessert, doch haben selbst Spitzenprodukte noch einige Nachteile, wie vor allem eine Begrenzung der Lage der Nadel bei starken Inklinationen und eine relativ lange Dämpfungszeit, was gerade bei Orientierungsläufern zu Schwierigkeiten führen kann. Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Magnetkompass-Körper anzugeben, der eine sehr gute Ablesemöglichkeit ermöglicht, einen automatischen Ausgleich der Inklination aufweist und somit auch bei stärkeren Inklinationen eine genaue Anzeige ermöglicht, und eine kürzere Einstellzeit als bei vorbekannten Kompassen benötigt. Eine weitere Aufgabe ist es, einen Magnetkompass-Körper anzugeben, bei welchem die Deklination genau und einfach einzustellen ist. Diese Aufgaben werden mit einem Magnetkompass-Körper gelöst, der in den Ansprüchen beschrieben ist. Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, ein erstes Ausfüh rungsbeispiel eines Magnetkompass-Körpers, Fig. 2 zeigt den Kompasskörper gemäss Fig. 1 von oben, Fig. 3 zeigt, im vergrösserten Massstab, einen Schnitt durch die Lagerung des Kompasskörpers nach Fig. 1, Fig. 4 zeigt das innere Gehäusestück des Kompasskörpers gemäss Fig. 3 von oben, teilweise geschnitten, Fig. 5 zeigt eine Ausführungsvariante des Gehäusestücks gemäss Fig. 4, Die Figuren 6 und 7 zeigen zwei Ausführungsvarianten ei nes Lagerteils und die Figuren 8 und 9 zeigen zwei weitere Beispiele von Lagerungen. Man erkennt in Fig. 1 den als Einheit zusammengebauten Magnetkompasskörper 1, mit einem oberen und unteren Deckglas 2 und 3, der Seitenwand 4 und der drehbeweglichen Lagerung 6 mit der Zeigeranordnung 7. Man erkennt ferner die Halterung 8 des Lagerstiftes 9 und oben den Stellknopf 10 zum Einstellen der Deklination. Der untere Teil 11 der Seitenwand weist einen grösseren Durchmesser und eine Riffelung 12 auf, um den Kompasskörper gegen über dem nicht eingezeichneten Kompassgehäuse bequem verdrehen zu können, wobei der Rompasskörper mittels der Nut 5 am Kompassgehäuse geführt ist. Die Seitenwand 4 weist in Fig. 1 zwei unter 450 geneigte, verspiegelte Flächen 50 auf, mit denen es möglich ist, Zeichen oder Skalenteile, die auf der Oberfläche der Kappe 28 der Lagerung 6 angebracht sind, auf die Deckgläser 2 und 3 zu projizieren. Dadurch kann unter anderem die Deklination genau eingestellt werden. Um ein genaues Ablesen der Kompasszeiger auch bei schwachem Licht zu ermöglichen ist es vorteilhaft, in die Seitenwand 4 des Kompasskörpers einen Ring oder einzelne Elemente 40 anzubringen, die mit einem Leuchtgas wie Tritium gefüllt sein können. In Fig. 2 erkennt man, von aussen nach innen, die feste Skala 13, die an der Zeigeranordnung 7 angebrachte bewegliche Skala 14, die ringförmig ausgebildet und die beiden Zeiger 15 und 16, die an der drehbeweglichen Lagerung 6 befestigt sind, wobei der nach Norden weisende Zeiger 15 üblicherweise mit einer Leuchtfarbe 17 gekennzeichnet ist. Innen erkennt man wieder die Lagerung 6 mit dem Einstellknopf 10, der eine Stellschraube 18 aufweist, wobei die Einstellvorrichtung weiter unten erläutert wird. Ausserdem sind noch einige Skalenteile, wie sie bei Magnetkompassen üblich sind, eingezeichnet. In Fig. 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Lagerung für eine Anzeigevorrichtung eines Magnetkompasses im vergrösserten Massstab dargestellt. Die Lagerung 6, als zylinderförmiger Körper mit sich von der Mitte her verjüngenden Aussenseiten ist auf dem Lagerstift 9 aufgehängt, der an seinem oberen Ende eine Kugel 19, im allgemeinen aus Saphir oder Rubin oder gehärtetem, nicht magnetischem Stahl aufweist. Das Gegenlager wird aus einem Kugellager 20 gebildet, das halb kugelförmig um die Lagerkugel 19 angeordnet ist. Der halbkugelförmig ausgebildete Kugellagerkäfig 41 ist in einem inneren Gehäusestück 21 eingesetzt und von einem Verschlussteil 22 gehalten. Im Zentrum des inneren Gehäusestücks ist der Magnet 23 eingelassen, wobei es möglich ist, mit den zu Verfügung stehenden stark magnetischen Materialien wie beispielsweise Samarium-Kobalt oder andere Seltenerden Kobalt-Legierungen oder metallischen Gläsern eine relativ kleine Magnetmasse zu verwenden. Der Kugellagerkäfig 41 und das Verschlussteil 22 bilden ein Lagerteil 43, das für sich angefertigt und in die Magnetmasse 23 eingesteckt werden kann. Beidseitig des Lagerteils 43 und durch die Magnetmasse 23 geführt, sind Drehzapfen 44 angeordnet, die eine Kippachse 42 bilden, die senkrecht zur Längsrichtung des Lagerstiftes und durch den Mittelpunkt der Lagerspitze 19 verläuft. Die Kippachse verläuft bezüglich der Zeigeranordnung genau in Ost-West-Richtung, so dass die Inklination unabhängig von deren Wert stets automatisch ausgeglichen wird und eine genaue Ablesung sowie ein einwandfreies Einstellen der Zeigeranordnung gewährleistet ist, auch in Ländern, die nahe dem Süd- oder Nordpol gelegen sind. In den Figuren 6 und 7 sind zwei Varianten des einsteckbaren Lagerteils 43 dargestellt. In Fig. 6 besteht das Lagerteil 43 aus Metall oder einem geeigneten Kunststoff und weist innen eine parabolische Oberfläche 45 auf, auf der die Spitze 46 des Lagerstiftes 9 abläuft. Das Lagerteil 43 gemäss Fig. 7 weist ebenfalls eine parabolische Innenfläche 47 auf, wobei in deren Scheitelfläche ein Lagerstein 48 eingelassen ist mit einer ebenfalls parabolischen Innenfläche, auf der die Spitze 46 des Lagerstiftes abläuft. Es ist möglich, weitere Gegenlagerflächen am Lagerteil zu verwenden und die Lagerspitze dementsprechend zu gestalten. Das innere Gehäusestücks 21 ist im Querschnitt U-förmig ausgebildet, wobei die Aussenwand 25 nicht wie eingezeichnet zylindrisch zu sein braucht, sondern vier- oder mehreckig ausgebildet sein kann, während die Innenwand 24 in diesem Ausführungsbeispiel viereckig ist. Die beiden Wände 24 und 25 bilden eine Dämpfungskammer 27, in welcher, unterhalb des Aufhängungspunktes, mehrere Gewichtsausgleichszylinder 26 angeordnet sind, die zum genauesten Ausgleichen und Auswuchten der Lagerung auf dem Lagerstift dienen. Diese Ausgleichzylinder können gemäss Fig. 4 jeweils an der Seitenmitte oder gemäss Fig. 5 an den Ecken angeordnet sein. Die Dämpfungskammer 27 kann mit einer Flüssigkeit oder Quecksilber gefüllt sein und ist vollkommen dampf- und gasdicht geschlossen, so dass keinerlei Dämpfe oder Gase entweichen können. Durch den Einbau einer geschlossenen Dämpfungskammer, die auch un terteilt sein kann, kann eine rasche und gute Dämpfung der Lagerung und mithin der Zeigeranordnung erreicht werden. Um das innere Gehäusestück 21 herum befindet sich die Kappe 28, vorzugsweise aus Kunststoff, mit sich verjüngenden Aussenseiten, wobei in dieser Kappe die Zeigeranordnung 7 eingelassen und über Stifte 29 gesichert ist. Im oberen Teil des Halters befindet sich eine Feststellund Verstelleinrichtung 30, die mit dem Einstellknopf 10 zusammenarbeitet. Man erkennt eine zentrale Achse 31, die oben mit einem Konus 32 und in der Mitte mit einem Zahnrad 33 versehen ist, das mit zwei Zahnrädern 34 und 35 kämmt, die um je eine Achse 36 und 37 drehen. Die beiden äusseren Zahnräder kämmen mit einem im oberen Teil der Kappe eingelassenen Zahnkranz 38. Durch Niederdrücken des Einstellknopfes 10 fasst die konische Oeffnung 39 den Konus 32 und stellt die Lagerung 6 fest und die Zapfen 105 greifen in entsprechende Oeffnungen 106 im Zahnrad 33. Durch Drehen der Schraube 18 werden die Zahnräder und anschliessend der Zahnkranz 38 in Drehung versetzt, d.h. die ganze Lagerung 6 mit der beweglichen Skala. Eine solche Einstelleinrichtung erlaubt es, eine entsprechende Skala für die wichtigsten Orte der Erde anzubringen und die absolute Nordrichtung sowie die Deklination sehr genau einzustellen. Als Variante zu der Aufhängung des Kompasskörpers kann der U-förmige Teil des inneren Körperstücks gänzlich mit einer Bremsflüssigkeit gefüllt sein, beispielsweise Oel oder Quecksilber, wobei diese Flüssigkeit auch unter einem bestimmten Gasdruck stehen kann und dieses Gas ein leuchtendes Gas wie Tritium sein kann. Es ist auch möglich, den Magneten direkt als Halter für den Kugellagerkäfig auszubilden, wodurch Höhe und Gewicht gespart werden kann. Anstatt der in Fig. 1 gezeigten, unter 450 geneigten und verspiegelten Flächen ist es auch möglich, die verspiegelten Flächen parabolisch oder sonstwie gestaltet anzufertigen und anstatt des unteren Deckglases 3 auch den Boden als spiegelnde Fläche zu verwenden. Insbesondere bei solchen Fällen kann die Kappe der Lagerung aussen kugelförmig oder auch halbkugelförmig ausgebildet sein. In den Ausführungsbeispielen gemäss den Figuren 8 und 9 sind die Zeiger ganz weggelassen und sämtliche Angaben der Lagerung werden auf oder durch den Körper projiziert. In Fig. 8 ist der Körper 59 als geschlossener Kasten ausgebildet, in welchem sich Quecksilber 60 befindet, dass sich unter dem Druck eines Füllgases, das beispielsweise Tritium sein kann, zu einer Halbkugel zusammenzieht. Im Gehäuse ist ein Lagerstift 61 angeordnet, an dem die Lagerung 62 angebracht ist, in deren unteren Seite 63 ein Lagerstein 64 eingelassen ist. Die Geometrie der Bohrung dieses Lagersteins, die dem Lagerstift angepasst ist, bestimmt den Freiheitsgrad der Lagerung in der vertikalen Richtung, d.h. bezüglich der Inklination, die hiermit auch automatisch ausgeglichen werden kann. Das untere Teil der Lagerung ist mit einer Magnetmasse 65 versehen. Die bewegliche Skala ist hier an der Aussenseite 58 der Lagerung angebracht und kann entweder über Fenster im Körper übertragen werden oder der ganze Körper ist aus einem durchsichtigen Material gefertigt. Dabei ist es wichtig, dass selbst bei einem Schock oder bei umgekehrter Lage kein Quecksilber in den Hohlraum der Lagerung eindringen kann. Dies muss mit einem entsprechenden Gegendruck oder durch ein richtiges Kapillarspiel verhindert werden. In Fig. 9 erkennt man den Körper 66, beispielsweise aus einem durchsichtigen Material, den Lagerstift 67 und die Lagerung 68, wobei die Skala auf der Aussenseite der Seitenwände 69 angebracht ist. In der Lagerung befindet sich die Magnetmasse 70. Die Oeffnung 71 im Halterboden 72, oder die Bohrung eines Lagersteins, ist abgerundet, so dass die freihängende Lagerung 68 sich nach dem Inklinationsvektor neigen und geneigt auf dem Kugelbett 73 um ihre Drehachse pendeln kann, um die Inklination auszugleichen. Das Kugelbett 73 ist in einer Kugelbettfassung 74 eingelassen. Auch hier kann der Körper mit einem leuchtenden Gas, beispielsweise Tritium gefüllt sein. Die Körper 59 und 66 gemäss den Figuren 8 und 9 eignen sich besonders als Teil von genauen Messinstrumenten.

Claims: A magnet compass body, comprising a rotational bearing (6) to which a pointer assembly (7) is attached, the magnetic substance (23) being arranged in said bearing, and the bearing (6) being supported on a bearing pin (9) which is inserted in the base of the magnet compass body (1) and being rotatable around at least one pivot axis (42) which is perpendicular to the longitudinal direction of the bearing pin, in order to automatically compensate the inclination, characterized in that the bearing pin (9) is provided at its upper end with a ball (19), and the counterpart is formed of a ball-bearing (20) which is disposed around the bearing ball (19) in a semispherical arrangement. A magnet compass body according to claim 1, characterized in that the bearing (6) is provided with a bearing portion (43) comprising the ball-bearing (20) which is insertable in the magnetic substance (23) disposed in the centre of the magnetic compass body (1), and on both sides of which pivots (44) forming the pivot axis (42) are attached in such a manner that the pivot axis (42) extends through the center of the tip of the bearing pin (9). A magnet compass body according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing (6) is formed of an inner housing piece (21) and a cap (28), that with reference to a cross-section in parallel to the pivot axis the inner housing piece has an U-shaped configuration, and that the two side walls (24,25) of the U-shaped piece form a damping chamber (27) which is filled with mercury or with a liquid and in which weight compensation cylinders (26) are disposed. A magnet compass body according to claim 3, characterized in that with respect to a cross-section perpendicular to the pivot axis the inner wall (25) of the inner housing piece (21) has a rectangular configuration, and that the weight compensation cylinders (26) are disposed in the middle of the sides or at the corners of the rectangle formed by the inner wall (25). A magnet compass body according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is provided with means (50) in order to project scale portions and/or symbols both of which are located on the sides (28) of the bearing (6) onto an upper cover glass (2). A magnet compass body according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the pointer assembly (7), comprising two needles (15,16) and a movable scale (14), is inserted in the cap (28) and preferably made of plastics material. A magnet compass body according to any one of claims 1 to 6, characterized in that it comprises two cover glasses (2,3) and a side wall (4), the bearing pin support (8) being inserted in the lower cover glass (3), and a luminous ring or luminous elements (40) being disposed in the side wall. A magnet compass body according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the projecting means which are arranged on the inner side of the side wall (4) of the magnet compass body (1) consist of at least one reflecting surface (50) which is inclined by 45 o with respect to the pivot axis, and that the cap (28) is provided with sides which taper upwardly and downwardly from the centre. A magnet compass body according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the projecting means consist of a parabolic, reflecting surface which is integral with the base (3), and that the cap of the bearing is semispherical or spherical. A magnet compass body according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it comprises a declination adjustment knob which is sunk in the upper cover glass (2) and acts upon the bearing (6), and which cooperates with a locking and adjusting device (30), a central axle (31) provided with a central gearwheel (33), having a cone (32) at the top and being capable of being held and rotated by means of the spring-actuated adjusting knob (10), and the central gearwheel engaging with the bearing (6) by way of gearwheels (34, 35) and a toothed crown (38) which is provided on the bearing (6), in order to adjust the absolute north and the declination. A magnet compass body according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the body (1) is filled with oil or gas. A magnet compass body according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the magnetic substance (23) is a rare earth metal-cobalt-alloy, in particular a samarium-cobalt alloy, or a metallic glass.

Inventors: STOLZ, PATRICK
Applicants: STOLZ, PATRICK
Application year: 1985
Main classification: G01C17
IPC codes: G01C17