DE711285C

DE711285C - compass

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Publication number: DE711285C
Application number: DEB172940D
Authority: DE
Original assignee: BUSCH EMIL AG OPTISCHE IND
Current assignee: BUSCH EMIL AG OPTISCHE IND
Priority date: 1936-02-14
Filing date: 1936-02-14
Publication date: 1941-09-29

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
29. SEPTEMBER 1941ISSUED ON
SEPTEMBER 29, 1941

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 42 c GRUPPECLASS 42c GROUP

B 17294ο IX bJ42 cB 17294ο IX bJ42 c

Emil Busch, Akt.-Ges. Optische Industrie in RathenowEmil Busch, Akt.-Ges. Optical industry in Rathenow

KompaßCompass

Patentiert im Deutschen Reich vom 14. Februar 1936 an Patenterteilung bekanntgemacht am 28. August 1941Patented in the German Reich on February 14, 1936 Patent granted on August 28, 1941

Die Erfindung 'befaßt sich mit der Aufgabe, einen Kompaß einfacher Bauart mit möglichst kurzer, nur wenige Sekunden betragender Bemhigungszeit zu schaffen. Solche Kompasse sind nicht nur für die Schiffahrt und Luftfahrt von großer Bedeutung, sondern, insbesondere als Handinstrumente für Marsch- und Wanderzwecke geeignet.The invention 'is concerned with the task a compass of simple design with the shortest possible length of just a few seconds Time to create effort. Such compasses are not just for shipping and aviation of great importance, but, in particular, as hand instruments for Suitable for marching and hiking purposes.

Es ist bereits bekannt, die Schwingungen eines Richtmagneten auf mechanischem Wege zu- bremsen, indem man ihn innerhalb einer Flüssigkeit anordnet. Die Anwendung der Flüssigkeitsbremsung macht aber insbesondere bei Handinstrumenten mit geschlossenemIt is already known that the vibrations of a straightening magnet by mechanical means to slow down by placing it inside a liquid. The application of the However, liquid braking makes especially with hand instruments with closed

is Kompaßgehäuse große Schwierigkeiten, weil infolge der Wärmeausdehnung die Flüssigkeit bei verschiedenen Temperaturen verschieden große Gehäuseausmaße erfordert, wodurch sich die Herstellungskosten solcher Kompasse wesentlich erhöhen. Fernerhin erfordert bei Flüssigkeitskompassen der Einbau der Nadelfeststellvorrichtung umständliche und teuere Abdichtungsmaßnahmen.is compass case big trouble because due to the thermal expansion the liquid differs at different temperatures requires large housing dimensions, which increases the cost of manufacturing such compasses increase significantly. Furthermore, in the case of liquid compasses, the installation of the needle locking device is required cumbersome and expensive sealing measures.

Es ist andererseits bekannt, die Schwingungen eines Richtmagneten auf elektromagnetischem Wege zu bremsen, indem man ihn in einem Gehäuse aus elektrisch leitendem Material anordnet, in welchem bei schwingendem Magneten energieverzehrende Wirbelströme entstehen. Bei einer bekannten Ausführungsform dieser Kompaßart wird ein System aus mehreren parallel nebeneinander hochkantig stehenden und beiderseits der Pinne angeordneten Richtmagneten verwendet. Versuche haben ergeben, daß ein soleher Kompaß eine Zeit von mehr als 30 Sekunden benötigt, bis die um 90⁰ aus der Ruhelage abgelenkte Magnetnadel zur Ruhe kommt. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform bildet der Richtmagnet einen dreiteiligen Körper, dessen Mittelteil aus Eisen hoher Permeabilität und dessen End- - stücke aus Werkstoff von hoher Koerzitivkraft bestehen. Man glaubte, durch diese Ausgestaltung den Kraftlinienfiuß in den Magnetenden konzentrieren und dadurch die Wirbelstrombremsung verstärken zu können. Versuche haben jedoch ergeben, daß auch bei dieser Kompaßart die Beruhigungszeit mehr als 30 Sekunden beträgt.On the other hand, it is known to brake the vibrations of a directional magnet electromagnetically by arranging it in a housing made of electrically conductive material in which energy-consuming eddy currents arise when the magnet is vibrating. In a known embodiment of this type of compass, a system of a plurality of directional magnets standing parallel to one another on edge and arranged on both sides of the tiller is used. Tests have shown that a compass soleher requires a time of more than 30 seconds for the 90 ⁰ deflected from the rest position the magnetic needle comes to rest. In another known embodiment, the directional magnet forms a three-part body, the middle part of which is made of iron of high permeability and the end pieces of material of high coercive force. It was believed that this configuration would concentrate the flux of the lines of force in the ends of the magnet and thereby increase the eddy current braking. Tests have shown, however, that the settling time is more than 30 seconds even with this type of compass.

Eingehende Untersuchungen an wirbelstrom gedämpften Kompassen haben nun ergeben, daß man die erforderliche Beruhigungszeit von einigen wenigen Sekunden nur mit Kompassen erreichen kann, deren Bestandteile, nämlich Magnetsystem und Gehäuse, richtig ausgestaltet und zueinander angeordnet sind. Man erreicht auf diesem Wege Beruhigungszeiten, die kürzer als die mit Flüssigkeitskompassen erzielbaren sind. Beispielsweise läßt sich bei einem Marschkompaß üblicher Größe die Einspielzeit auf 2 bis 3 SekundenIn-depth investigations on eddy current damped compasses have now shown that you can get the necessary calming time of a few seconds only with compasses can achieve whose components, namely the magnet system and housing, are correctly designed and arranged with respect to one another. In this way, calming times are achieved which are shorter than those achievable with liquid compasses. For example With a marching compass of normal size, the break-in time can be reduced to 2 to 3 seconds

verkürzen, ohne daß der Magnet an magnetischem Moment verliert und sich deshalb langsam und ungenau einstellt.shorten without the magnet losing its magnetic moment and therefore slowly and adjusts imprecisely.

Die vorliegende Erfindung betrifft demzufolge einen Kompaß, bei dem ein Magnetsystem mit kurzem, aus Material hoher Koerzitivkraft bestehendem Richtmagneten in einem Wirbelstromdämpfungskörper schwingt, und besteht darin, daß das Richtmagnetensystem so kurzarmig ausgebildet ist und daß die Wandstärke des den Richtmagneten zumindest im Bereich der größten Kraftliniendichte seines magnetischen Feldes umgebenden Wirbelstromdämpfungskörpers und die Breite des zwischen dem Richtmagneten und dem Wirbelstromdämpfungskörper bestehenden Luftspaltes so aufeinander abgestimmt sind, daß die Beruhigungszeit des Kompasses weniger als 10 Sekunden beträgt.
Als Material für den Richtmagneten verwendet man zweckmäßigerweise die bekannten Magnetstähle, die eine hohe, erheblich über 100 Oersted betragende Koerzitivkraft und hohe Remanenz besitzen. Man kann beispielsweise bei Verwendung von 350/oigem Kobaltstahl die Länge des Richtmagneten auf ein Drittel der bei Wolframstahl üblichen Länge ' verkleinern, ohne die Einstellgenauigkeit zu gefährden.The present invention therefore relates to a compass in which a magnet system with a short directional magnet made of material of high coercive force oscillates in an eddy current damping body, and consists in that the directional magnet system is so short-armed and that the wall thickness of the directional magnet is at least in the area of the greatest density of lines of force its magnetic field surrounding eddy current damping body and the width of the air gap existing between the directional magnet and the eddy current damping body are matched so that the settling time of the compass is less than 10 seconds.
The known magnetic steels, which have a high coercive force of well over 100 Oersted and high remanence, are expediently used as the material for the straightening magnet. For example, when using 350% cobalt steel, the length of the straightening magnet can be reduced to a third of the length customary for tungsten steel without jeopardizing the setting accuracy.

Da nun aber so kurze Nadeln eine genaue Ablesung der Gradteilung erschweren, wird in an sich bekannter Weise die Magnetnadel mit einer möglichst leichten, aus beliebigem Material bestehenden Zeigernadel versehen. Will man diese mittels eines Gegengewichtes ausbalancieren, dann sorgt man zweckmäßig dafür, daß das Gegengewicht möglichst dicht an die Drehachse der Nadel verlegt wird, um das durch die kurze Magnetnadel sehr stark herabgedrückte Trägheitsmoment nicht wieder zu vergrößern; denn gerade das sehr geringe Trägheitsmoment der kurzen Magnetnadel hat eine sehr bedeutungsvolle Verringerung der Einspielzeit im Gefolge.However, since such short needles make an accurate reading of the graduation difficult in a manner known per se, the magnetic needle with a light as possible, from any Material provided with the pointer needle. If you want this by means of a counterweight balance, then it is expedient to ensure that the counterweight is as tight as possible is relocated to the axis of rotation of the needle, which is very strong due to the short magnetic needle not to increase again depressed moment of inertia; because it is precisely the very small thing Moment of inertia of the short magnetic needle has a very significant reduction in Break-in time in the wake.

Als Werkstoff für den Wirbelstromdämpfungskörper verwendet man in an sich bekannter Weise Metalle, die, wie z. B. Silber, Kupfer, Aluminium o. dgl., ein hohes elektrisches Leitungsvermögen besitzen.
Die Wandstärke des Wirbelstromdämpfungskörpers und der Luftzwischenrajuan zwischen ihm und dem Richtmagneten müssen so bemessen sein, daß besonders die Bereiche der größten Kraftliniendichte des den Richtmagneten umgebenden magnetischen Feldes weitgehend innerhalb der Metallmas.se liegen. Die Forderung, daß der Metallkörper den Magneten bzw. seinen Bewegungsraum möglichst dicht umschließen soll, läßt sich bei Kompassen mit doppelt gelagertem Magneten. anschwer erreichen, da der Magnet nur in einer Ebene schwingt. Bei den üblichen Kompassen mit einseitig gelagertem Magneten bewirkt die erfindungsgemäß erforderliche Kürze des Magneten, daß der Bereich, den die Enden des Richtmagneten bei einem bestimmten Ausschlagwinkel in senkrechter Richtung bestreichen, erheblich kleiner ist als bei Magneten üblicher Länge. Man kann infolgedessen den Dämpfungskörper oberhalb und unterhalb des Richtmagneten ohne Berührungsgefahr erheblich näher an denselben heranbringen und dadurch die dämpfende Wirkung verstärken. Ein weiterer Vorteil des gedrängten Zusammenbaues von kurzem Richtmagneten und Dämpfungskörper besteht darin, daß der Kompaß sehr kleine Ausmaße erhalten kann. Bei einem tragbaren Marschkompaß beispielsweise wird man den Durchmesser des Kompaßgehäuses etwa ebenso groß wie den Durchmesser der Ringteilung (Skala) machen, deren Ausmaße eine bestimmte Größe nicht über- und unterschreiten dürfen. Bei Verwendung eines längeren Richtmagneten nimmt die Bewegungsbahn desselben praktisch den ganzen Raum des Kompaßgehäuses ein, über den sich die Ringteilung erstreckt, so daß für die Unterbringung eines Wirbelstromdämpfungskörpers größerer Wanddicke im Bereich der Ringteilung kein Platz übrigbleibt und das Korn- 9» paßgehäuse infolgedessen vergrößert werden muß. Bei Verwendung eines kurzen Richtmagneten dagegen läßt sich der Wirbelstromdämpfungskörper im Bereich der Ringteilung unterbringen.As a material for the eddy current damping body is used in a known manner metals that, such. B. silver, copper, aluminum o. The like. Have a high electrical conductivity.
The wall thickness of the eddy current damping body and the air gap between it and the directional magnet must be dimensioned so that especially the areas of the greatest density of force lines of the magnetic field surrounding the directional magnet lie largely within the metal mesh. The requirement that the metal body should enclose the magnet or its movement space as tightly as possible can be met with compasses with double-bearing magnets. difficult to reach because the magnet only oscillates in one plane. In conventional compasses with magnets mounted on one side, the shortness of the magnet required according to the invention means that the area covered by the ends of the directional magnet in the vertical direction at a certain deflection angle is considerably smaller than with magnets of conventional length. As a result, the damping body above and below the straightening magnet can be brought much closer to the same without the risk of contact, thereby increasing the damping effect. Another advantage of the compact assembly of the short directional magnet and damping body is that the compass can have very small dimensions. In the case of a portable marching compass, for example, the diameter of the compass housing will be made about as large as the diameter of the ring division (scale), the dimensions of which must not exceed or fall below a certain size. When using a longer directional magnet, the path of movement of the same takes up practically the entire space of the compass housing over which the ring graduation extends, so that there is no space left for accommodating an eddy current damping body of greater wall thickness in the area of the ring graduation and the grain pass housing is consequently enlarged got to. When using a short directional magnet, however, the eddy current damping body can be accommodated in the area of the ring division.

Die Form des Metallkörpers kann je nach den Bedürfnissen geändert werden. Es ist nicht unbedingt notwendig, daß der Körper die Magnetnadel auch oberhalb umgibt, wenn dies auch günstig ist. Beispielsweise könnte '"" man die Enden der Nadel rechtwinklig nach unten abbiegen und in einer kreisförmigen Rille sich bewegen lassen, die in einem dicht unterhalb der Nadel angeordneten dicken Metallkörper konzentrisch um die Nadelachsc vorgesehen ist.The shape of the metal body can be changed according to the needs. It is it is not absolutely necessary that the body surrounds the magnetic needle above, if this is also cheap. For example, '"" you could put the ends of the needle at right angles Turn down and move in a circular groove that is tight arranged below the needle thick metal body concentrically around the needle axisc is provided.

Eingehende Versuche haben ergeben, daß sich mit den beschriebenen Mitteln die Einspielzeit der Nadel ohne Schwierigkeit auf 2 bis 3 Sekunden herabsetzen läßt. Sollte aber no für besondere Fälle auch diese Zeit noch zu lang sein, dann kann man dem Kompaß noch eine Flüssigkeitsfüllung geben, deren dämpfende Wirkung zusammen mit der Wirbelstromdämpfung die Einspielzeit der Nadel auf i»5 kleinsten Wert herabsetzt.In-depth tests have shown that the break-in time can be achieved with the means described the needle can be reduced to 2 to 3 seconds without difficulty. But should no If this time is still too long for special cases, then you can still use the compass give a liquid filling whose dampening effect together with the eddy current damping reduces the break-in time of the needle to i »5 smallest value.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompasses dargestellt. Der Wirbelstromdämpfungskörper α ist mit dem Kompaßgehäuse zwecks Ersparnis von Raum und zwecks Verbilligung der Herstellung zu einem Stück, beispielsweise einemThe drawing shows an embodiment of the compass according to the invention. The eddy current damping body α is with the compass housing for the purpose of saving space and for the purpose of cheaper production in one piece, for example one

Spritzgußteil, vereinigt. Das schwingende Magnetsystem besteht aus der Zeigernadel b, die mit dem Richtmagneten c durch das Stäbchen^! verbunden ist. Ist, wie dargestellt, dieZeigernadel einarmig ausgebildet, so muß die Gleichgewichtslage des schwingenden Teils b, C durch ein Gegengewicht h hergestellt werden.Injection molded part, united. The oscillating magnet system consists of the pointer needle b, which is connected to the directional magnet c by the rod ^! connected is. If the pointer needle is one-armed, as shown, the equilibrium position of the oscillating part b, C must be established by a counterweight h .

Man kann anstatt des einen Magneten auch deren zwei vorsehen und diese so anordnen,Instead of one magnet, you can also use two and arrange them in such a way that

ίο daß sie die Pinne in sich einschließen. Auf diese Weise läßt sich das Durchbohren des Magneten vermeiden.·ίο that they enclose the tiller in themselves. on this way you can avoid piercing the magnet.

Um bei dieser Anordnung ein Ankleben der Richtmagneten an der Pinne zu verhin-In order to prevent the straightening magnets from sticking to the tiller with this arrangement.

t5 dem, wird diese, wie auch bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, von einer Buchse / aus einem nicht magnetisierbaren Material umgeben. Diese kann zugleich einen Teil der Arretiervorrichtung für die Nadel bilden, etwa derart, daß sie die Bewegungen eines Arretierhebels g auf den schwingenden Teil b, c des Kompasses überträgt.t5, this is, as in the illustrated embodiment, surrounded by a socket / made of a non-magnetizable material. This can at the same time form part of the locking device for the needle, for example in such a way that it transmits the movements of a locking lever g to the oscillating part b, c of the compass.

Es sei noch erwähnt, daß der Kompaß mit einer Ableselupe mit Visiervorrichtung beliebiger Art verbunden werden kann, um das Anpeilen einer bestimmten Richtung zu erleichtern. It should also be mentioned that the compass with a reading magnifier with a sighting device is arbitrary Art can be connected to facilitate sighting in a specific direction.

Claims

Claim:

Compass, in which a magnet system with a short, material of high coercive force existing straightening magnet oscillates in an eddy current damping body, characterized in that the straightening magnet system is so short-armed and that the wall thickness of the directional magnet at least in the area of the largest Force line density of its magnetic field surrounding eddy current dam- ^ o Fungkörpers and the width of the between the directional magnet and the eddy current damping body existing air gap are coordinated so that the settling time of the compass is less than 10 seconds.

For this purpose ι sheet of drawings