Gedämpftes Pendelneigungsmessgerät für Kraftwagen. Messgeräte sind bekannt, die unter der Wirkung der Schwerkraft den Winkel der Fahrbahn zur Horizontalen in Graden oder Prozenten anzeigen. Diese Instrumente haben, trotzdem sie richtig gedämpft sind, den grossen Nachteil, dass sie von der Be schleunigung oder Verzögerung des Fahr zeuges stark beeinflusst werden, wodurch die Genauigkeit der 3Zessung beeinträchtigt wird. So können zum Beispiel an derartigen Instrumenten beim kräftigen Bremsen des Kraftwagens auf horizontaler Strecke Zei gerausschläge entstehen, die ein Gefälle bis 20% anzeigen. Diesen Fehler könnte man durch entsprechend starke Dämpfung ver kleinern.
Bei gegebener Richtkraft und zu starker Dämpfung würde jedoch eine viel zu lange Zeit verstreichen, bis der kriechende Zeiger jeweils seine richtige Stellung ein- genommen hat. Aus dem Gesagten geht her vor, dass weder Instrumente mit hinreichen der Einstellgeschwindigkeit, noch solche mit. kriechendem Zeiger den Anforderungen der Praxis entsprechen können.
Es wurde auch schon der Vorschlag gemacht, bei mit Pen- del arbeitenden N eigungsmessgeräten eine von einem Hilfspendel gesteuerte Hemmvor richtung .für das Hauptpendel anzuwenden, die bei Geschwindigkeitsänderung durch das Hilfspendel in Tätigkeit gesetzt wird. Hilfs pendel arbeiten aber bekanntlich nicht zu verlässig und bewirken bei gewisser Schräg lage des Fahrzeuges unerwünschte Hem mung des Gerätes, ganz abgesehen davon, dass die Hemmung der Geschwindigkeits änderung stets nacheilt und daher eine mehr oder weniger grosse Fehlanzeige zulässt.
Zweck- der vorliegenden Erfindung ist nun, die fehlerhaften Ausschläge in den ge nannten Betriebsfällen völlig zu beseitigen.. Zu diesem Ende wird beim erfindungs- gemässen Neigungsmessgerät die Hemmvor richtung von wenigstens einem Steuerorgan zur gerbeiführung einer Geschwindigkeits änderung des Kraftwagens beherrscht, so dass sie bei Betätigung dieses Steuerorganes in Tätigkeit tritt:
Das hat zur Folge, dass die Hemmung des Pendels gegenüber der Geschwindigkeitsänderung des Wagens eine gewisse Voreilung hat, so dass das Pendel durch eine Geschwindigkeitsänderung nicht im geringsten beeinflusst und daher jede durch eine Geschwindigkeitsänderung ver anlasste Fehlanzeige vermieden wird.
In der beiliegenden Zeichnung ist das mit Dämpfung und Hemmvorrichtung ver sehene Pendelneigungsmessgerät nach der Erfindung in einer beispielsweisen Ausfüh rungsform dargestellt.
Fig. 1 ist eine Ansicht des Messgerätes bei abgenommenem Gehäusedeckel; Fig. 2 ist ein Querschnitt vertikal durch die Drehachse des Pendels; Fig. 3 stellt eine von der Vergasersteuer stange betätigte Kontaktvorrichtung im Ver tikalschnitt und in einer Stirnansicht dar; Fig. 4 zeigt ein Schaltungsschema.
Es bezeichnet 1 das Gehäuse des Instru mentes und 2 einen im Gehäuse befestigten Rahmen, der zur Lagerung des Pendels dient. Dieses besitzt eine Achse 3, welche mit den beiden Lagerzapfen 4 einerseits im Rahmen 2 und anderseits in einem Quer balken 5 gelagert ist. Auf der Achse 3 ist die Hemmscheibe 8 mit dem dreiarmigen, respektive T-förmigen Hebel 7 und dem Zeiger 16 befestigt.
Am senkrechten Arm des Hebels 7 ist das Pendelgewicht 6 an gebracht und an beiden Seitenarmen des Hebels sind Zugstangen 14 angelenkt, die ebenfalls durch Gelenke mit je einem Dämp- fungskolben 13 aus Graphitkohlen verbun den sind. Die Dämpfungskolben sind je in einem Luftpumpenzylinder 12 geführt. Die beiden Zylinder 12 sind am Rahmen 2 fest gelötet. Zwischen den Zylindern 12 ist eine Hemmvorrichtung für das Pendel des Mess- gerätes angebracht.
Sie besitzt einen Elek tromagnet 9 mit der Magnetwicklung 18. Das eine Ende des Magnetankers 10 ist mit tels einer Blattfeder 11 am Magnetträger befestigt, während dessen anderes Ende ga belförmig ist und die Achse 3 umschliesst. Bei nicht erregtem Elektromagnet liegt der Anker 10, welcher durch die Blattfeder 11 gegen den Querbalken 5 gedrückt wird, an dem Balken an.
Eine auf der Rahmenrück seite befindliche Blattfeder 15 gestattet eine achsiale Verschiebung der Pendelachse 3 nach hinten (in Fig. 2 nach links), so dass beim Erregen des Elektromagnetes die Pen delachse durch den Anker 10 nach hinten verschoben wird, bis die Scheibe 8 am Rah men 2 anzuliegen kommt, worauf durch die Reibung zwischen der Hemmscheibe 8 und dem Rahmen 2 das Pendel gehemmt wird. Am Hebel 7 ist der Zeiger 16 angelötet, der am freien Ende vor einer Skala 17 recht winklig abgebogen ist.
Die Skala 17 ist von der Stirnseite des Gehäuses (rechts in Fig. 1) aus sichtbar und mit einer Teilung von einem Nullpunkt nach oben und unten in Prozen ten (oder Graden) zur Horizontalen ver sehen: Der Nullpunkt der Skala ist nach oben verlegt wegen der tiefen Lage des In strumentes zur Augenhöhe des Wagenfüh rers, zum Zwecke einer günstigeren Ablese möglichkeit.
Nach einer andern, nicht gezeichneten Ausführungsform des Messgerätes kann die Drehbewegung der Pendelachse 3 durch irgend .ein mechanisches Getriebe mit Über- setzung auf eine vertikal oder horizontal gelagerte Zeigerachse oder allenfalls Skala- trommel übertragen werden. Die Dämpfung des Pendels kann auch durch einen mit die sem in Bewegungsverbindung stehenden Teil oder durch eine Wirbelstrombremse er folgen.
Das Messgerät ist am Instrumentenbrett des Kraftwagens befestigt, wobei eine Vor richtung die Einstellung des Zeigers auf den Nullpunkt ermöglicht, die am besten auf horizontaler Fahrbahn vorgenommen wird.
Die in Fig. 3 beispielsweise dargestellte Kontaktvorrichtung im Stromkreis des Elek tromagnetes 9 besitzt eine Membrane 19 aus sehr dünnem Blech, die zur Erreichung gro sser Durchbiegungen zentrisch wellenförmig ausgeführt oder statt aus Eisen aus irgend einem andern Material sein kann und zwi schen zwei Metallringen 20 festgeschraubt ist, die durch Endplatten 22 und Tsolier- ringe 21 mittels Schrauben 25 zusammen gehalten werden,
durch welche die beiden Endplatten leitend miteinander verbunden sind. Im Mittelpunkt der Membrane sind beidseitig vorstehende Silberkontaktteile 23 befestigt, während die Gegenkontaktschrau- ben 24 in den Endplatten \?2 sitzen. . Es be zeichnet im weiteren 26 den Zylinder einer Luftpumpe mit der Kolbenstange 27 und daran befestigtem Kolben 27'. Der Zylinder 26 ist auf der linken Endplatte 22 unter Zwischenlage einer Isolierscheibe 28 durch Schrauben 29 befestigt.
Die Kolbenstange 27 ist nach Fig. 4 durch einen federnden Arm 31 mit der Vergasersteuerstange 34 ge kuppelt, die ihrerseits durch das nicht ge zeichnete Gaspedal betätigt wird. Kleine, in der Führungsscheibe der Kolbenstange wie in der rechten Endplatte 22 angebrachte Öffnungen 30 bezw. 30' sorgen für den Ein- und Austritt der atmosphärischen Luft vor den Kolben und rechts der Membrane 19.
Nach dem Schaltungsschema. in Fig. 4, bei welchem 35 die Lichtmaschine, 36 die Bat- terie, 3 7 die Masse des Kraftwagens, 38 den Selbstschalter, der die Lichtmaschine bei ge nügender Drehzahl mit der Batterie verbin det, und 18 die Wicklung des Elektromag netes mit Parallelwiderstand 39 zur Funken unterdrückung bezeichnet, ist die federnde Membrane 19 durch die Leitung 40 mit der Elektromagnetwicklung <B>1.8</B> verbunden,
wäh rend die festen Gegenkontaktschrauben 2-4 durch die Leitung 41 an die Lichtmaschine bezw. den Schalter 38 angeschlossen sind. Der Arm 31 ist als Feder durchgebildet, um ein zeitliches Nacheilen des Kolbens 27' gegenüber der Stange 34 zu bewirken. 32 ist das Pedal der Wagenbremse, das beim Niederdrücken die mit den Leitungen 40 und 41 verbundenen Bremskontakte 33 mit tels des Stückes 42 miteinander verbindet.
An Stelle der Membrankontaktvorrichtung kann auch irgend eine andere Vorrichtung verwendet werden, die beim Ändern der Kraftzufuhr zum Motor ein vorübergehen des, nacheilendes Hemmen des Pendels des Messgerätes bewirkt.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Ressgerätes mit den beiden Kontaktvorrich tungen ist nun wie folgt: Auf horizontaler Fahrbahn und bei ruhen dem Fahrzeug befindet sich der Zeiger 16 auf dem Nullpunkt der Skala. Beim Gas geben zwecks Beschleunigung des Wagens wird der Kolben 27' nach links in der Pfeil richtung nach Fig. 4 verschoben, wobei im Raum zwischen Membran 19 und Kolben 27' ein Unterdruck entsteht und infolge der Druckwirkung der atmosphärischen Luft auf der entgegengesetzten Seite der Mem brane 19 diese nach links durchgebogen wird und die linksseitigen Kontaktteile 23,
24 aneinandergebracht werden, bis ein Aus gleich der Druckverhältnisse zu beiden Sei ten der Membrane 19 stattgefunden hat. Die bei Kontaktschluss stromdurchflossene Wick- lung 18 des Elektromagnetes 9 bewirkt die Hemmung des Pendels und der mit ihm ver bundenen Teile. Der Wagen wird sich dabei bis zu einer der Vergaserstellung entspre chenden Geschwindigkeit beschleunigen.
Die Zeitdauer des Kontaktschlusses der Teile 23, 24 muss daher länger sein als die Zeitdauer, die der Wagenführer zum Gasgeben bis zu einer bestimmten Vergaserstellung aufge wendet hat, weil während der Beschleuni gungszeit- das Pendel gehemmt sein muss. Dies wird durch eine richtig bemessene Dich- tung des Kolbens 27' erreicht und auch durch den federnden Mitnehmerarm 31, der die Kolbenstange 27 mit der Vergaserstange 34 kuppelt.
Das Pendel und die mit ihm in Bewegungsverbindung stehenden Teile sind somit während der Anfahrt gehemmt, wenn. die Beschleunigung eine genügend grüsse ist.
Ist diese jedoch verhältnismässig klein, was bei ganz langsamem Anfahren vorkommt, so kommt der Stromschluss an den Kontakt teilen 23, 24 nicht mehr zustande, weil die Federkraft der Membrane grösser ist als die Druckdifferenz des atmosphärischen Luft druckes und des von ihm nur wenig ab weichenden Unterdruckse im Luftpumpen raum. Da jedoch bei kleiner Zunahme der Wagengeschwindigkeit das Pendel nur im geringen Masse beeinflusst wird, spielt der daraus allenfalls stammende kleine Messfeh- ler praktisch keine Rolle.
Die Membrankontaktvorrichtung spricht an, selbst wenn die Verstellung der Ver gaserstange stufenweise oder ruckweise er folgt, und bewirkt in diesen Perioden also eine Hemmung des Pendels.
Das für die Beschleunigung des Wagens Gesagte trifft sinngemäss auch bei der Ver zögerung zu. Wird der Kolben 27' (beim Gaswegnehmen) nach rechts verschoben, so entsteht im Raum zwischen Membrane 19 und Kolben<B>27'</B> ein Überdruck, der zur Kon taktbildung an den rechtseitigen Kontakt teilen 23, 24 führt.
Schon bei verhältnis- mässig kleinen Kolbenwegen und Kolben- geschwindigkeiten wird: der Kontakt her gestellt, und, wie bereits angedeutet, kann man bei entsprechender Dichtung des Kol bens erreichen, dass die Zeitdauer des Kon taktes grösser wird als die Zeitdauer, die zur Verstellung des Kolbens benötigt worden ist.
Unmittelbar auf das volle Gaswegneh- men folgt im allgemeinen die Bremsung des Wagens mittels der Fussbremse; das Instru ment ist deshalb schon beim Gaswegnehrnen gehemmt und bleibt gehemmt, solange das Bremspedal niedergedrückt ist, da dadurch der Bremskontakt geschlossen ist.
Erfolgt die Bremsung auf horizontaler Strasse, so zeigt das Instrument richtig an. Dasselbe trifft auch in der Steigung und im Gefälle zu, wenn keine wesentlichen Neigungsäude- E7zngen der Fahrbahn auftreten. Dies hat auch Gültigkeit beim Gasgeben und Gas wegnehmen.
Natürlich zeigt das Messgerät auch. richtig, wenn bei gleichbleibender Wa gengeschwindigkeit eine starke Änderung der Fahrbahnneigung (Steigung oder Ge fälle) auftreten sollte.
Dagegen können Messfehler vorkommen, wenn bei gehemiatem Pendel das Strassenniveau eine plötzliche Änderung erfährt; doch verschwindet der Fehler, wenn nach kurzer Zeit im Luft- pumpenraum. der Druckausgleich mit dem Aussenraum stattgefunden hat, worauf sieh das Pendel wieder nach seiner Schwerkraft frei einstellen kann.
Die grösste Geschwindigkeitsänderung tritt dann auf, wenn der Wagen kräftig ge- bremst wird. Aus diesem Grunde wären auch beim Bremsen die vom richtigen Wert abweichenden Zeigerausschläge ohne Hem mung am grössten. Will man nur die bei der Betätigung des Bremspedales auftretenden Abweichungen beseitigen, so entfällt die vom Gaspedal betätigte Kontaktvorrichtung. Der Motor des Kraftwagens kann auch ein Dampf- oder Elektromotor sein, bei denen die Leistungsabgabe des Motors durch irgend ein von Fuss oder Hand gesteuertes Organ geregelt wird.
Die Betätigung der Kontaktteile 23, 24 und 33, 42 erfolgt dann analog wie beim Benzinmotor.